Technisches
Gebiettechnical
area
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung,
um die Oberfläche
einer Halbleitervorrichtung zu prüfen, wie zum Beispiel einen
Halbleiter-Wafer, eine Fotomaske, ein Flüssigkristall-Anzeigefeld oder
dergleichen, und zwar auf der Grundlage eines von der Halbleitervorrichtung
erfassten optischen Bildes.The
The present invention relates to a semiconductor surface inspection apparatus.
around the surface
a semiconductor device, such as a
Semiconductor wafer, a photomask, a liquid crystal display panel or
the like, based on one of the semiconductor device
captured optical image.
Stand der
TechnikState of
technology
Der
Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtung, wie etwa eines
Halbleiter-Wafers, einer Fotomaske, eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes
oder dergleichen weist eine große
Anzahl von Schritten auf und es ist im Hinblick auf die Verbesserung
der Herstellungserträge
wichtig, die Vorrichtung in einer Endstufe der Herstellung oder
einer Zwischenstufe auf Fehler zu überprüfen und die resultierenden
Fehlerinformationen zurück
in den Herstellungsprozess einfließen zu lassen. Um diese Fehler
zu erfassen, wird allgemein eine Oberflächenprüfvorrichtung verwendet, die
ein optisches Bild eines während
des Herstellungsprozesses auf einem Prüfgegenstand, wie etwa einem
Halbleiter-Wafer, einer Fotomaske, einem Flüssigkristall-Anzeigefeld oder dergleichen, gebildeten
Schaltungsmusters erzeugt und die Musterfehler auf dem Prüfgegenstand
durch Prüfen
des optischen Bildes erfasst.Of the
Manufacturing process of a semiconductor device, such as a
Semiconductor wafers, a photomask, a liquid crystal display panel
or the like has a large one
Number of steps up and it is in terms of improvement
the manufacturing income
important to manufacture the device in a final stage or
an intermediate to check for errors and the resulting
Error information back
to be included in the manufacturing process. To these mistakes
In general, a surface inspection device is used to detect
an optical image of a while
of the manufacturing process on a test object, such as a
Semiconductor wafer, a photomask, a liquid crystal display panel or the like formed
Circuit pattern generated and the pattern defects on the test object
by testing
of the optical image.
In
der folgenden Beschreibung wird als Beispiel eine Oberflächenprüfvorrichtung
für einen
Halbleiter-Wafer zur Prüfung
von Fehlern in einem auf einem Halbleiter-Wafer gebildeten Muster
genommen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen besonderen
Vorrichtungstyp beschränkt,
sondern kann in breitem Umfang auf Oberflächenprüfvorrichtungen zur Prüfung von
Halbleiterspeicher-Fotomasken, Flüssigkristall-Anzeigefeldern und
anderen Halbleitervorrichtungen verwendet werden.In
The following description will exemplify a surface inspection device
for one
Semiconductor wafer for testing
of defects in a pattern formed on a semiconductor wafer
taken. However, the present invention is not limited to this particular one
Device type limited,
but can be widely used on surface testing devices for testing
Semiconductor memory photomasks, liquid crystal display panels and
other semiconductor devices can be used.
Bei
der vorstehend beschriebenen Oberflächenprüfvorrichtung wird allgemein
ein optisches Mikroskop verwendet, um ein optisches Bild eines auf der
Oberfläche
eines zu prüfenden
Halbleiter-Wafers gebildeten Schaltungsmusters zu erzeugen. Es gibt zwei
Typen optischer Mikroskope, das Hellfeld-Mikroskop und das Dunkelfeld-Mikroskop,
je nach dem Beleuchtungsverfahren des Mikroskops, und beide Typen
können
in der Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
verwendet werden.at
The surface testing apparatus described above becomes general
An optical microscope is used to make an optical image of a
surface
one to be tested
Semiconductor wafers formed circuit pattern. There are two
Types of optical microscopes, the bright field microscope and the dark field microscope,
depending on the illumination method of the microscope, and both types
can
in the semiconductor surface inspection device
be used.
1A ist
eine Darstellung, die den grundsätzlichen
Aufbau eines optischen Bilderzeugungsabschnitts darstellt, der ein
Hellfeld-Mikroskop verwendet. Der optische Bilderzeugungsabschnitt
enthält:
einen Objekttisch 41, auf dem ein Halbleiter-Wafer 1 gehalten
wird; eine Lichtquelle 21; Beleuchtungslinsen 22 und 23,
um aus der Lichtquelle 21 ausgestrahltes Licht zu konvergieren;
einen Strahlteiler 24 zum Reflektieren des Beleuchtungslichts;
eine Objektivlinse 10 zum Fokussieren des Beleuchtungslichts
auf die Oberfläche
des Halbleiter-Wafers 1;
und eine Abbildungseinrichtung 31 zum Umwandeln des projizierten
optischen Bildes der Oberfläche
des Halbleiter-Wafers 1 in ein elektrisches Bildsignal.
Allgemein ist in dem Beleuchtungssystem (Hellfeld-Beleuchtungssystem),
das für
das Hellfeld-Mikroskop verwendet wird, die Richtung des auf die
Oberfläche des
Halbleiter-Wafers 1 projizierten Beleuchtungslichts im
wesentlichen parallel zu der optischen Achse der Objektivlinse 10,
so dass somit die Objektivlinse 10 das spiegelartig auf
der Oberfläche
des Halbleiter-Wafers 1 reflektierte Licht erfasst. 1A Fig. 12 is a diagram illustrating the basic construction of an optical imaging section using a bright field microscope. The optical imaging section includes: a stage 41 on which a semiconductor wafer 1 is held; a light source 21 ; illumination lenses 22 and 23 to get out of the light source 21 to converge emitted light; a beam splitter 24 for reflecting the illumination light; an objective lens 10 for focusing the illumination light on the surface of the semiconductor wafer 1 ; and an imaging device 31 for converting the projected optical image of the surface of the semiconductor wafer 1 into an electrical image signal. Generally, in the illumination system (bright field illumination system) used for the bright field microscope, the direction of the surface of the semiconductor wafer is 1 projected illumination light substantially parallel to the optical axis of the objective lens 10 so that thus the objective lens 10 the mirror-like on the surface of the semiconductor wafer 1 captured reflected light.
Eine
Fernsehkamera oder dergleichen, die eine zweidimensionale CCD-Einrichtung
verwendet, kann als die Abbildungseinrichtung 31 verwendet werden,
aber oftmals wird ein Zeilensensor, wie zum Beispiel eine eindimensionale
CCD verwendet, um ein hochauflösendes
Bildsignal zu erhalten; in diesem Fall wird der Objekttisch 41 relativ
zum Halbleiter-Wafer 1 bewegt (gescannt) und ein Bildprozessor 33 erfasst
das Bild, indem er das Signal des Zeilensensors 31 synchron
mit dem Antriebsimpulssignal erfasst, das ein Impulsgenerator 42 zum
Ansteuern des Objekttisches 41 erzeugt.A television camera or the like using a two-dimensional CCD device may be used as the imaging device 31 but often a line sensor such as a one-dimensional CCD is used to obtain a high-resolution image signal; in this case, the object table 41 relative to the semiconductor wafer 1 moves (scanned) and an image processor 33 captures the image by taking the signal from the line sensor 31 detected in synchronism with the drive pulse signal, which is a pulse generator 42 for driving the object table 41 generated.
1B ist
eine Darstellung, die den grundsätzlichen
Aufbau eines optischen Bilderzeugungsabschnitts zeigt, der ein Dunkelfeld-Mikroskop
verwendet. Die Bauelemente, die denjenigen in 1A ähnlich sind,
sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung
wird nicht wiederholt. In dem Dunkelfeld-Mikroskop erfasst die Objektivlinse 10 Streulicht
oder Beugungslicht des Beleuchtungslichts, das auf der Oberfläche des
Halbleiter-Wafers 1 gestreut oder gebeugt wird. Hier wird das
Beleuchtungslicht in Bezug auf die optische Achse der Objektivlinse
von einem den Umfang der Objektivlinse umgebenden Abschnitt schräg projiziert, wodurch
verhindert wird, dass spiegelartig reflektiertes Licht des Beleuchtungslichts
in die Objektivlinse 10 eintritt. 1B Fig. 10 is a diagram showing the basic structure of an optical imaging section using a dark field microscope. The components, those in 1A are similar, are denoted by the same reference numerals and their description is not repeated. In the dark field microscope, the objective lens captures 10 Stray light or diffraction light of the illumination light that is on the surface of the semiconductor wafer 1 scattered or diffracted. Here, the illuminating light is obliquely projected with respect to the optical axis of the objective lens from a portion surrounding the circumference of the objective lens, thereby preventing mirror-like reflected light of the illuminating light from entering the objective lens 10 entry.
Zu
diesem Zweck umfasst das Beleuchtungssystem (Dunkelfeld-Beleuchtungssystem),
das für
das Dunkelfeld-Mikroskop
in 1B verwendet wird: einen Ringspalt 26,
der das von der Lichtquelle 21 ausgestrahlte Beleuchtungslicht
blockiert, aber den Durchtritt des Umfangsanteils des Lichts erlaubt; einen
Ringspiegel 27, der das durch den Ringspalt 26 tretende
Licht in der Richtung des zu prüfenden
Gegenstands reflektiert, während
er den Durchtritt des von der Objektivlinse 10 projizierten
Lichts erlaubt; und einen ringförmigen
Kondensor 28, der so angeordnet ist, dass er den Umfang
der Objektivlinse 10 umgibt und der das Beleuchtungslicht
konvergiert und das Licht in Bezug auf die optische Achse der Objektivlinse 10 von
dem den Umfang der Objektivlinse 10 umgebenden Abschnitt
schräg
projiziert.For this purpose, the illumination system (dark field illumination system) included for the dark field microscope in 1B is used: an annular gap 26 that of the light source 21 emitted illumination light blocks, but allows the passage of the peripheral portion of the light; a ring mirror 27 that through the annular gap 26 passing light in the direction of the object to be inspected, while the passage of the object from the objective lens 10 allowed projected light; and an annular condenser 28 which is arranged so that it the scope of the objective lens 10 surrounds and the illumination light converges and the light with respect to the optical axis of the objective lens 10 from the scope of the objective lens 10 surrounding section projected at an angle.
Während wie
vorstehend beschrieben das Hellfeld-Mikroskop ein Bild erhält, das
von dem spiegelartig reflektierten Licht des auf den Prüfgegenstand
projizierten Beleuchtungslichts gebildet wird, erhält das Dunkelfeld-Mikroskop ein Bild,
das von dem gestreuten oder gebeugten Licht des auf den Prüfgegenstand
projizierten Beleuchtungslichts erzeugt wird. Demgemäß hat das
Dunkelfeld-Mikroskop den Vorteil, dass eine Fehlererfassung mit
hoher Empfindlichkeit unter Verwendung einer relativ einfachen Konfiguration
erzielt werden kann, da das von einem Fehler auf der Oberfläche unregelmäßig reflektierte
Licht betont werden kann.While like
described above, the bright field microscope obtains an image, the
from the mirror-like reflected light of the test object
projected illumination light is formed, the dark field microscope obtains an image
that of the scattered or diffracted light of the on the test object
projected illumination light is generated. Accordingly, that has
Darkfield microscope the advantage that error detection with
high sensitivity using a relatively simple configuration
can be achieved, as this reflected irregularly from a defect on the surface
Light can be emphasized.
Für optische
Mikroskope verwendete Beleuchtungssysteme nach dem Stand der Technik
sind in den japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichungen
Nr. HO7-218991, HO8-36133, HO8-101128,
HO8-166514, HO8-211327, HO8-211328, H10-90192 und 2002-174514, dem
japanischen Patent Nr. 3249509 und dem US-Patent Nr. 6288780 aufgezeigt.For optical
Microscopes used prior art lighting systems
are in the Japanese unchecked
Patent Publications
No. HO7-218991, HO8-36133, HO8-101128,
HO8-166514, HO8-211327, HO8-211328, H10-90192 and 2002-174514, the
Japanese Patent No. 3249509 and U.S. Patent No. 6288780.
Offenbarung
der Erfindungepiphany
the invention
Muster
mit verschiedenen Konfigurationen sind auf dem Prüfgegenstand,
das heißt
dem Halbleiter-Wafer 1 gebildet. 2 ist eine
schematische Darstellung, die die auf dem Wafer 1 gebildeten
verschiedenen Muster zeigt. Ein Bereich 3 ist beispielsweise
ein Zellenbereich, der ein Verdrahtungsmuster aus parallelen Linien
hat, die mit einem relativ großen Abstand
gebildet sind und in der Figur vertikal verlaufen, während ein
Bereich 4 ein Bereich ist, der ein Verdrahtungsmuster aus
parallelen Linien hat, die mit einem relativ geringen Abstand gebildet
sind und in der Figur vertikal verlaufen. Andererseits ist ein Bereich 5 ein
Zellenbereich, der ein in einem Winkel von 45° in der Ebene der Figur schräg ausgerichtetes Verdrahtungsmuster
aufweist, und ein Bereich 6 ist ein Logikschaltungsbereich,
dessen Musterdichte im Vergleich zu den Zellenbereichen gering ist.
Ein Peripherieschaltungsmuster-Bereich (Peripheriebereich) zur Verbindung
der vorstehend genannten Schaltungen ist ebenfalls auf dem Wafer 1 gebildet.Patterns with different configurations are on the test object, that is, the semiconductor wafer 1 educated. 2 is a schematic representation of those on the wafer 1 showing different patterns made. An area 3 For example, a cell area having a wiring pattern of parallel lines formed at a relatively large pitch and running vertically in the figure is one area 4 is a region having a wiring pattern of parallel lines formed at a relatively small pitch and extending vertically in the figure. On the other hand, an area 5 a cell region having a wiring pattern obliquely oriented at an angle of 45 ° in the plane of the figure, and an area 6 is a logic circuit region whose pattern density is small compared to the cell regions. A peripheral circuit pattern area (peripheral area) for connecting the aforementioned circuits is also on the wafer 1 educated.
Bei
der Oberflächenprüfvorrichtung
nach dem Stand der Technik wurde das Dunkelfeld-Beleuchtungssystem
jedoch so gestaltet, dass es Beleuchtungslicht abgibt, das einen
omnidirektionalen Azimut hat oder auf einen bestimmten Azimutwinkel relativ
zu der Objektivlinse 10 festgelegt ist, und die Wellenlänge und
der Einfallswinkel des Beleuchtungslichts wurden ebenfalls festgelegt.
Als Resultat wurde das Beleuchtungslicht, das eine festgelegte Wellenlänge hat,
unter dem gleichen Azimutwinkel und dem gleichen Einfallswinkel
projiziert, und zwar unabhängig
davon, in welchem der Bereiche 3 bis 6 das Sichtfeld
der Objektivlinse 10 angeordnet ist, wodurch in der Folge
die folgenden Probleme bei dem Stand der Technik auftreten.In the prior art surface inspection apparatus, however, the dark field illumination system has been designed to emit illuminating light having an omnidirectional azimuth or at a certain azimuth angle relative to the objective lens 10 is fixed, and the wavelength and the incident angle of the illumination light have also been set. As a result, the illumination light having a fixed wavelength was projected at the same azimuth angle and the same angle of incidence irrespective of which of the areas 3 to 6 the field of view of the objective lens 10 Consequently, the following problems occur in the prior art as a result.
Wenn
erstens das optische Bild des Prüfgegenstands
mit hohem Durchsatz erfasst werden soll, muss die in die Abbildungseinrichtung 31 eingeführte Lichtmenge
erhöht
werden. Da jedoch das Dunkelfeld-Mikroskop nicht das spiegelartig
reflektierte Licht des Beleuchtungslichts nutzt, ist die Menge des
in die Objektivlinse 10 eintretenden Lichts kleiner als
bei dem Hellfeld-Mikroskop
und daher ist es wichtig, wie effizient das von dem Prüfgegenstand
gebeugte Beugungslicht genutzt wird.Firstly, if the optical image of the test article is to be detected at a high throughput, it must be recorded in the imaging device 31 introduced amount of light can be increased. However, since the dark field microscope does not use the mirror-like reflected light of the illumination light, the amount of the light is in the objective lens 10 Incoming light is smaller than in the bright field microscope and therefore it is important how efficiently the diffracted light diffracted by the test object is used.
Dabei
ist der optische Reflexionsgrad eines Gegenstands von dem Material
des Gegenstands abhängig.
Beispielsweise hat für
die Verdrahtung in einer Halbleiterschaltung verwendetes Kupfer
die Eigenschaft, dass es einen hohen Reflexionsgrad im sichtbaren
Bereich des Spektrums zeigt, sein Reflexionsgrad jedoch in dem Wellenlängenbereich
nahe 350 nm abfällt.there
is the optical reflectance of an object from the material
depending on the object.
For example, has for
the wiring used in a semiconductor circuit is copper
the property that it has a high reflectivity in the visible
Range of the spectrum, but its reflectance in the wavelength range
drops near 350 nm.
Demgemäß fällt bei
dem vorstehend beschriebenen Beleuchtungslicht, das eine festgelegte Wellenlänge hat,
da das Verhältnis
der von dem Material eingenommene Fläche in Abhängigkeit von der Dichte des
Musters variiert, die nutzbare Lichtmenge in Abhängigkeit von der geprüften Stelle
ab. Wenn ferner auf dem Prüfgegenstand
Muster aus verschiedenen Materialien in verschiedenen Herstellungsschritten
gebildet werden, variiert der Reflexionsgrad und die nutzbare Lichtmenge
fällt in
Abhängigkeit
von dem Schritt tat, in dem die Prüfung durchgeführt wird.Accordingly falls
the above-described illumination light having a fixed wavelength,
because the ratio
the area occupied by the material as a function of the density of the material
Pattern varies, the amount of usable light depending on the tested site
from. If further on the test object
Patterns of different materials in different production steps
are formed, the reflectance and the usable amount of light varies
falls in
dependence
from the step in which the test is performed.
Ferner
ist in einem Wiederholungsmusterbereich, in dem viele parallele
Linien sich wiederholend gebildet sind, wie etwa bei einem auf einem
Halbleiter-Wafer gebildeten Verdrahtungsmuster, die Winkeldifferenz
zwischen dem Beugungslicht und dem spiegelartig reflektierten Licht
von der Wiederholungsdichte des Wiederholungsmusters und der Wellenlänge des
Beleuchtungslichts abhängig.
Wenn demgemäß beispielsweise
der Verdrahtungsabstand von parallelen Linienmustern in Abhängigkeit
von der Position des Prüfgegenstands,
wie etwa eines Chips, unterschiedlich ist, wie dies bei Halbleitervorrichtungs-Wafermustern der
Fall ist (das heißt
wie etwa im Fall der in 2 gezeigten Bereiche 3 und 4),
tritt das Problem auf, dass dann, wenn Beleuchtungslicht mit einem
festgelegten Einfallswinkel und einer festgelegten Wellenlänge wie
vorstehend beschrieben projiziert wird, der Hauptabschnitt des Beugungslichts
dazu gebracht werden kann, dass er für einen Bereich mit parallelem
Linienmuster, der einen bestimmten Verdrahtungsabstand hat, in die
Objektivlinse eintritt, jedoch für
einen Bereich mit einem parallelen Linienmuster, der einen unterschiedlichen Verdrahtungsabstand
hat, möglicherweise keine
ausreichende Menge Beugungslicht in die Objektivlinse gerichtet
wird, was zu einer Unfähigkeit
führt,
das Beugungslicht effektiv zu nutzen.Further, in a repetition pattern area in which many parallel lines are repetitively formed, such as a wiring pattern formed on a semiconductor wafer, the angular difference between the diffraction light and the mirror-like reflected light depends on the repetitive pattern repetition density and the wavelength of the illumination light. Accordingly, for example, when the wiring pitch of parallel line patterns is different depending on the position of the test object such as a chip, as is the case with semiconductor device wafer patterns (ie, as in the case of FIG 2 shown areas 3 and 4 ), the problem arises that when illuminating light having a predetermined angle of incidence and a fixed wavelength is projected as described above, the main portion of the diffraction light can be made to be a parallel line pattern area having a certain wiring pitch, in the lens However, for a region having a parallel line pattern having a different wiring pitch, a sufficient amount of diffraction light may not be directed into the objective lens, resulting in an inability to effectively use the diffraction light.
Wenn
zweitens Beleuchtungslicht auf einen auf einem Halbleiterwafer gebildeten
Linienmusterbereich aus einem Azimutwinkel gerichtet wird, der einer
seitlichen Richtung in Bezug auf die Linienrichtung entspricht,
nimmt die Intensität
des an den Kanten der Linien reflektierten Lichts zu und die Signalstärke des
Lichts, die einem Fehler (Kurzschluss) oder einem Fremdstoffpartikel
zugeordnet ist, der zwischen den Linien vorhanden ist, nimmt relativ
ab, was zu einer Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit
führt.
Wenn demgemäß die Oberfläche eines
Prüfgegenstands,
auf dem in unterschiedliche Richtungen verlaufende Linienmuster
gebildet sind, mit dem Beleuchtungslicht beleuchtet wird, das wie oben
beschrieben eine festgelegte Beleuchtungsrichtung hat, tritt das
Problem auf, dass die Erfassungsempfindlichkeit in Abhängigkeit
von der Musterrichtung abfällt.If
secondly, illumination light onto a semiconductor wafer
Line pattern area is directed from an azimuth angle, the one
corresponds to the lateral direction with respect to the line direction,
takes the intensity
of the light reflected at the edges of the lines and the signal strength of the
Light that is a fault (short circuit) or an impurity particle
is assigned, which exists between the lines, takes relatively
from, resulting in a deterioration of the detection sensitivity
leads.
Accordingly, if the surface of a
test object,
on the line pattern running in different directions
are lit, illuminated with the illumination light, as above
described has a fixed lighting direction, the occurs
Problem on that the detection sensitivity depending on
drops from the pattern direction.
Wenn
drittens ein Bereich mit hoher Musterdichte, wie etwa ein Speicherzellenbereich,
und ein Bereich mit niedriger Musterdichte, wie etwa dessen Peripherieschaltungsbereich
oder ein Logikschaltungsbereich auf der Oberfläche des Prüfgegenstands, das heißt des Halbleiter-Wafers
gebildet sind, tritt dann, wenn beide Bereiche mit der gleichen Lichtmenge
beleuchtet werden, das Problem auf, dass der Helligkeitsunterschied
zwischen den erfassten Bildern groß wird und dann, wenn der Unterschied
den dynamischen Erfassungsbereich einer Erfassungseinrichtung übersteigt, die
Erfassungsempfindlichkeit in dem einen oder dem anderen Bereich
abfällt.If
third, a high pattern density region, such as a memory cell region,
and a low pattern density area such as its peripheral circuit area
or a logic circuit area on the surface of the test object, that is, the semiconductor wafer
are formed, then occurs when both areas with the same amount of light
be illuminated, the problem on that the brightness difference
between the captured images gets big and then when the difference
exceeds the dynamic detection range of a detection device which
Detection sensitivity in one area or the other
drops.
Im
Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme bei einer Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
zur Prüfung
der Oberfläche
einer Halbleitervorrichtung als Prüfgegenstand auf der Grundlage
eines optischen Bildes derselben ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Beleuchtung zu erreichen, die es ermöglicht,
für die
Prüfung
des Prüfgegenstands
unter Dunkelfeld-Beleuchtung wirksames Beugungslicht in wirksamer
Weise von dem gesamten Bereich des Prüfgegenstands zu erhalten und
dadurch die Verschlechterung der Fehlererfassungsempfindlichkeit
der Vorrichtung über den
gesamten Bereich des Prüfgegenstands
zu beheben.in the
In view of the above-described problems in a semiconductor surface inspection device
for testing
the surface
a semiconductor device as a test object on the basis
of an optical image thereof, it is an object of the present invention
Invention to achieve a lighting that makes it possible
for the
exam
of the test object
under effective dark field illumination effective diffraction light
To obtain a way of the entire range of the test object and
thereby the deterioration of the error detection sensitivity
the device over the
entire area of the test object
to fix.
Zur
Lösung
der vorstehend genannten Aufgabe wird gemäß vorliegender Erfindung die
Dunkelfeld-Beleuchtung unter Verwendung einer lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung durchgeführt, die eine Vielzahl von
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen aufweist, die hinsichtlich
der Emissionswellenlänge,
des Einfallswinkels in Bezug auf den Prüfgegenstand oder des Azimutwinkels
des Beleuchtungslichts auf den Prüfgegenstand unterschiedlich
sind, und eine Lichtemissionssteuerung wird durchgeführt, indem
aus der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung die
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen ausgewählt werden,
die das Beleuchtungslicht abgeben, das die Emissionswellenlänge, den
Einfallswinkel oder den Azimutwinkel aufweist, die jeweils zur Prüfung jedes
bestimmten Abschnitts auf dem Prüfgegenstand
geeignet sind.to
solution
The above object is according to the present invention, the
Dark field illumination using a light-emitting
Semiconductor device arrangement performed a variety of
Having semiconductor light-emitting devices, with respect to
the emission wavelength,
the angle of incidence with respect to the test object or the azimuth angle
of the illumination light on the test object differently
and a light emission control is performed by
from the semiconductor light-emitting device array
be selected light-emitting semiconductor devices,
which emit the illumination light, the emission wavelength, the
Incident angle or the azimuth angle, each for testing each
specific section on the test object
are suitable.
Das
heißt,
dass gemäß einer
ersten Lehre der vorliegenden Erfindung eine Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
zur Prüfung
einer Oberfläche
auf einer Halbleitervorrichtung als Prüfgegenstand auf der Grundlage
eines optischen Bildes des Prüfgegenstands
geschaffen wird, enthaltend: eine lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung, die
aus einer Vielzahl von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
gebildet ist, zur Beleuchtung des Prüfgegenstands schräg in Bezug
auf die optische Achse einer Objektivlinse; und einen Lichtemissions-Steuerabschnitt
zur Durchführung
der Steuerung, um so selektiv die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung einzuschalten.The
is called,
that according to a
First teaching of the present invention, a semiconductor surface inspection device
for testing
a surface
on a semiconductor device as a test object on the basis
an optical image of the test object
is provided, comprising: a semiconductor light-emitting device array, the
from a variety of semiconductor light-emitting devices
is formed, obliquely with respect to the illumination of the test object
on the optical axis of an objective lens; and a light emission control section
to carry out
the controller, so selectively the semiconductor light-emitting devices
in the light emitting semiconductor device array.
Ferner
wird gemäß einer
zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung, zur Verwendung in einer Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
zur Prüfung
einer Oberfläche
auf einer Halbleitervorrichtung als Prüfgegenstand auf der Grundlage
eines optischen Bildes des Prüfgegenstands,
ein Beleuchtungsverfahren zum Beleuchten des Prüfgegenstands geschaffen, bei
welchem die Steuerung dergestalt durchgeführt wird, dass selektiv eine
Vielzahl von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen eingeschaltet
wird, die in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung
enthalten sind, die so konfiguriert ist, dass sie den Prüfgegenstand
in Bezug auf die optische Achse einer Objektivlinse schräg beleuchtet.Further
is according to a
second teaching of the present invention for use in a semiconductor surface inspection device
for testing
a surface
on a semiconductor device as a test object on the basis
an optical image of the test object,
a lighting method for illuminating the test object, in
which the control is performed such that selectively one
Variety of semiconductor light-emitting devices turned on
in a semiconductor light-emitting device array
which is configured to be the subject of the test
obliquely illuminated with respect to the optical axis of an objective lens.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt kann die Menge der Lichtemission
jeder einzelnen der selektiv eingeschalteten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
verändern.
Ferner können
in der Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
gemäß der ersten Ausführungsweise
der vorliegenden Erfindung sowie in dem Beleuchtungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsweise
alle in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung enthaltenen
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen gleichzeitig eingeschaltet
oder ausgeschaltet sein, anstatt sie individuell auszuwählen.Of the
Light emission control section can control the amount of light emission
each of the selectively turned on semiconductor light emitting devices
change.
Furthermore, can
in the semiconductor surface inspection device
according to the first embodiment
of the present invention and in the lighting method according to the second embodiment
all contained in the semiconductor light-emitting device array
light emitting semiconductor devices simultaneously turned on
or switched off instead of selecting them individually.
Ferner
kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung eine Vielzahl
von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen umfassen, die sich hinsichtlich
des Einfallswinkels auf den Prüfgegenstand,
der Emissionswellenlänge
und/oder des Azimutwinkels des Beleuchtungslichts (das heißt der Beleuchtungsrichtung
in der Ebene senkrecht zu der optischen Achse der Objektivlinse)
unterscheiden.Further
For example, the semiconductor light-emitting device array may have a variety
of semiconductor light-emitting devices that are different in terms of
the angle of incidence on the test object,
the emission wavelength
and / or the azimuth angle of the illumination light (that is, the illumination direction
in the plane perpendicular to the optical axis of the objective lens)
differ.
In
diesem Fall kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt die lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen selektiv einschalten, um so den Einfallswinkel des
Beleuchtungslichts in Bezug auf den Prüfgegenstand, die Wellenlänge des
Beleuchtungslichts zum Beleuchten des Prüfgegenstands und/oder den Azimutwinkel
des Beleuchtungslichts zum Beleuchten des Prüfgegenstands zu verändern.In
In this case, the light-emission control section can be the light-emitting
Semiconductor devices selectively turn on so as to reduce the angle of incidence of the
Illuminating light with respect to the test object, the wavelength of the
Illumination light for illuminating the test object and / or the azimuth angle
of the illumination light to illuminate the test object.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt kann eine oder mehrere lichtemittierende
Halbleitervorrichtungen aus der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung
auswählen
und die Menge der Lichtemission der ausgewählten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
verändern.
Hier kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt die Menge der Lichtemission
der ausgewählten lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen verändern
und dadurch die Menge des einfallenden Lichts für jeden Einfallswinkel des
Beleuchtungslichts in Bezug auf den Prüfgegenstand, jede Wellenlänge des
Beleuchtungslichts oder jeden Azimutwinkel des Beleuchtungslichts
zur Beleuchtung des Prüfgegenstands
verändern.Of the
Light emission control section may include one or more light-emitting
Semiconductor devices of the semiconductor light-emitting device array
choose
and the amount of light emission of the selected semiconductor light-emitting devices
change.
Here, the light emission control section can control the amount of light emission
the selected light-emitting
Change semiconductor devices
and thereby the amount of incident light for each angle of incidence of the
Illuminating light with respect to the test object, each wavelength of the
Illumination light or any azimuth angle of the illumination light
for illuminating the test object
change.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt kann die einzuschaltenden lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen so auswählen,
dass sie auf einen Abschnitt des Prüfgegenstands abgestimmt sind,
der gegenwärtig
in dem Sichtfeld der Objektivlinse angeordnet ist. Zu diesem Zweck
kann eine Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
ein Speichereinrichtung zum Speichern von vorrichtungsspezifischen
Informationen enthalten, die für
jeden Abschnitt des Prüfgegenstands
vorbestimmt sind und die jede der einzuschaltenden lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen festlegen, oder vorrichtungsspezifische Informationen,
die jede lichtemittierende Halbleitervorrichtung festlegen, die
den für
jeden Abschnitt des Prüfgegenstands
festgelegten Beleuchtungsbedingungen entspricht, und der Lichtemissions-Steuerabschnitt
kann jede lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die von den vorrichtungsspezifischen
Informationen als dem gegenwärtig
im Sichtfeld der Objektivlinse angeordneten Abschnitt entsprechend
festgelegt ist, auswählen,
um so zwischen den lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in Übereinstimmung mit
den für
diesen Abschnitt festgelegten Beleuchtungsbedingungen umzuschalten.Of the
Light emission control section can be switched on the light emitting
Select semiconductor devices
that they are tailored to a section of the test object,
the present
is arranged in the field of view of the objective lens. To this end
may be a semiconductor surface inspection device
a memory device for storing device-specific
Contain information for
every section of the test object
are predetermined and each of the light-emitting to be switched on
Specify semiconductor devices, or device-specific information,
which define each semiconductor light-emitting device, the
the for
every section of the test object
corresponds to specified lighting conditions, and the light emission control section
For example, any semiconductor light-emitting device that is specific to the device
Information as the present
in the field of view of the objective lens arranged section accordingly
is set, select,
so between the semiconductor light-emitting devices in accordance with
the for
to change the lighting conditions specified in this section.
Die
vorrichtungsspezifischen Informationen können Informationen enthalten,
die Musterbereiche in Übereinstimmung
mit der Wiederholungsabstandsbreite eines Wiederholungsmusters,
das auf jedem Abschnitt des Prüfgegenstands
gebildet ist, der Abstandsbreite eines Verdrahtungsmusters, der Ausrichtung
eines Linienmusters und/oder dem Material des auf jedem Abschnitt
des Prüfgegenstands gebildeten
Musters klassifizieren.The
Device-specific information can contain information
the pattern areas in accordance
with the repeat pitch width of a repeat pattern,
that on every section of the test object
is formed, the pitch width of a wiring pattern, the orientation
a line pattern and / or the material of each section
of the test object
Classify pattern.
Die
Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
kann einen beweglichen Objekttisch zum Befestigen des Prüfgegenstands
darauf enthalten, welcher Objekttisch in der Lage ist, jeden bezeichneten
Abschnitt des Prüfgegenstands
innerhalb des Sichtfelds der Objektivlinse zu positionieren. In
diesem Fall kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt auf der Grundlage
der Positionsinformationen (Positions-Triggerinformationen) des
Objekttisches den Abschnitt des Prüfgegenstands identifizieren,
der gegenwärtig
innerhalb des Sichtfelds der Objektivlinse angeordnet ist. vor dem
Start der Prüfung
kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt die ausgewählten lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen einschalten, um so optimale Beleuchtungsbedingungen
zu schaffen, die auf die Anordnung des auf dem Abschnitt in der
Prüfungsstartposition
des Prüfgegenstands
gebildeten Musters abgestimmt sind; anschließend kann, während sich
der bewegliche Objekttisch im Verlauf der Prüfung bewegt, der Lichtemissions-Steuerabschnitt
auf der Grundlage der Positionsinformationen des beweglichen Objekttisches die
Informationen erfassen, die die Musterbereiche gemäß der Wiederholungsabstandsbreite
des Wiederholungsmusters, der Abstandsbreite des Verdrahtungsmusters,
der Ausrichtung des Linienmusters und/oder dem Material des Musters
klassifizieren, und kann das Umschalten dynamisch auf der Grundlage
der Klassifizierungsinformationen durchführen, um so im Verlauf der
gesamten Prüfung
optimale Beleuchtungsbedingungen zu schaffen.The
Semiconductor surface inspection apparatus
may be a movable stage for attaching the test object
on which object table is capable of each designated
Section of the test object
within the field of view of the objective lens. In
In this case, the light emission control section can be based on
the position information (position trigger information) of the
Object table identify the section of the test object,
the present
is disposed within the field of view of the objective lens. before the
Start of the exam
For example, the light emission control section may select the selected light emitting
Turn on semiconductor devices for optimal lighting conditions
to create, based on the arrangement of the on the section in the
Inspection start position
of the test object
formed pattern are matched; subsequently, while can
the moving stage moves in the course of the inspection, the light emission control section
based on the position information of the movable stage the
Collect information that the pattern areas according to the repeat distance width
the repetitive pattern, the pitch width of the wiring pattern,
the orientation of the line pattern and / or the material of the pattern
classify, and can switch dynamically based on
perform the classification information so as to in the course of
entire exam
to create optimal lighting conditions.
Die
Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
kann ferner eine Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten
des Prüfgegenstands
in einer zur optischen Achse der Objektivlinse parallelen Richtung
umfassen. Der Lichtemissions-Steuerabschnitt kann die Lichtemission
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung so steuern,
dass sie an den Abschnitt des Prüfgegenstands
angepasst ist, der gegenwärtig
im Sichtfeld der Objektivlinse angeordnet ist.The
Semiconductor surface inspection apparatus
may also be a bright field illumination device for lighting
of the test object
in a direction parallel to the optical axis of the objective lens
include. The light emission control section can control the light emission
of the semiconductor light-emitting device array so
that they are attached to the section of the test object
adapted, the present
is arranged in the field of view of the objective lens.
Gemäß vorliegender
Erfindung können
der Einfallswinkel, die Wellenlänge
und/oder der Azimutwinkel des Beleuchtungslichts zum Beleuchten
des Prüfgegenstands
verändert
werden und die Lichtmenge während
der Prüfung
eingestellt werden, und der Prüfgegenstand
kann auf diese Weise mit optimalem Beleuchtungslicht beleuchtet
werden, das an jeden auf dem Prüfgegenstand
gebildeten Abschnitt angepasst ist. Als Resultat kann Beugungslicht
von dem Prüfgegenstand
unter Dunkelfeld-Beleuchtung effizient von dem gesamten Bereich
des Prüfgegenstands
erhalten werden, was dazu dient, die Verschlechterung der Fehlererfassungsempfindlichkeit der
Prüfvorrichtung über den
gesamten Bereich des Prüfgegenstands
zu beheben.According to the present invention, the angle of incidence, the wavelength and / or the azimuth angle of the illuminating light for illuminating the test object can be changed and the amount of light adjusted during the test, and the test object can be illuminated in this way with optimum illuminating light applied to each on the test object formed section is adjusted. As a result, diffraction light of the subject under dark field illumination is efficiently obtained from the entire area of the test object, which serves to eliminate the deterioration of the error detection sensitivity of the test apparatus over the entire area of the test object.
Durch
Verwendung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen als Beleuchtungseinrichtungen
können
der Einfallswinkel, die Wellenlänge und/oder
der Azimutwinkel des Beleuchtungslichts verändert und die Lichtmenge beinahe
momentan eingestellt werden, indem Signale elektrisch, nicht mechanisch
geschaltet werden. Da ferner die Lichtmenge jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung ohne
weiteres gesteuert werden kann, kann die Lichtmenge so eingestellt
werden, dass sie an das auf jedem Abschnitt des Prüfgegenstands
gebildete Muster oder dessen Musterdichte angepasst ist. Ferner können im
Vergleich zu extern angebrachten Lasern, wie zum Beispiel allgemein
gebräuchlichen
Ar+-Lasern nicht nur die Kosten des Beleuchtungssystems selbst reduziert
werden, sondern auch die Wartungskosten können aufgrund der langen Lebensdauer
der Vorrichtung selbst reduziert werden.By
Use of the semiconductor light-emitting devices as lighting devices
can
the angle of incidence, the wavelength and / or
the azimuth angle of the illumination light changes and the amount of light almost
currently be set by signals electrical, not mechanical
be switched. Further, since the amount of light of each semiconductor light-emitting device without
can be controlled more, the amount of light can be adjusted
Be that on to each section of the test object
formed pattern or its pattern density is adjusted. Furthermore, in
Compared to externally mounted lasers, such as general
common
Ar + lasers not only reduce the cost of the lighting system itself
but maintenance costs can also be due to the long service life
the device itself can be reduced.
Wenn
ferner eine Vielzahl von monochromatischen Strahlen als das Beleuchtungslicht
verwendet wird, kann eine Vielzahl von Fehlern, die einen hohen
spektralen Reflexionsgrad haben, der in Abhängigkeit von dem den Gegenstand
bildenden Material unterschiedlich ist, gleichzeitig in einem einzelnen
Prüfungsvorgang
erfasst werden, indem diese monochromatischen Strahlen auf einmal
projiziert werden. Ferner können
durch das Vorsehen der Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung, während der
Prüfgegenstand
mit einer Hellfeld-Beleuchtung beleuchtet wird, die die für die Beobachtung
des darauf gebildeten Musters vorteilhafte Helligkeit bietet, Fehler
in dem Muster mit dem Beleuchtungslicht von der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung betont werden, die die Dunkelfeld-Beleuchtung
abgibt; dies dient dazu, die Fehlererfassungsempfindlichkeit zu
verbessern.If
Further, a plurality of monochromatic beams as the illumination light
can be used, a variety of errors that are high
spectral reflectance, depending on the subject
forming material is different, at the same time in a single
review process
Capture these monochromatic rays at once
be projected. Furthermore, can
by the provision of the bright field illumination device, during the
test article
illuminated with a bright field illumination, which is the one for observation
of the pattern formed thereon offers advantageous brightness, error
in the pattern with the illumination light from the light-emitting
Semiconductor device arrangement emphasizing the dark field illumination
write; this serves to increase the error detection sensitivity
improve.
Wenn
ferner das Sichtfeld der Objektivlinse in einem Musterbereich mit
niedriger Dichte angeordnet ist, wird die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung
abgeschaltet und der Prüfgegenstand
wird nur mit der Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung beleuchtet, während andererseits
dann, wenn das Sichtfeld der Objektivlinse in einem Musterbereich
mit hoher Dichte angeordnet ist und eine ausreichende Helligkeit
des reflektierten Lichts mit der Hellfeld-Beleuchtung alleine nicht
erreicht werden kann, die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung
zusätzlich
zu der Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung eingeschaltet wird; dadurch
kann eine hohe Erfassungsempfindlichkeit über den gesamten Bereich des
Prüfgegenstands
erzielt werden, auch wenn Musterbereiche mit niedriger Dichte und
hoher Dichte auf dem Prüfgegenstand
gemischt sind.If
Furthermore, the field of view of the objective lens in a pattern area with
is arranged low density, the semiconductor light-emitting device array
switched off and the test object
is illuminated only with the bright field illumination device while on the other hand
then, if the field of view of the objective lens in a pattern area
is arranged with high density and sufficient brightness
the reflected light with the bright field illumination alone is not
can be achieved, the semiconductor light-emitting device array
additionally
is turned on to the bright field illumination device; thereby
can have a high detection sensitivity over the entire range of
test article
be achieved, even if pattern areas of low density and
high density on the test object
are mixed.
Kurzbeschreibung
der ZeichnungenSummary
the drawings
1A ist
eine Darstellung, die den grundsätzlichen
Aufbau eines optischen Bilderzeugungsabschnitts darstellt, der ein
Hellfeld-Mikroskop verwendet. 1A Fig. 12 is a diagram illustrating the basic construction of an optical imaging section using a bright field microscope.
1B ist
eine Darstellung, die den grundsätzlichen
Aufbau eines optischen Bilderzeugungsabschnitts darstellt, der ein
Dunkelfeld-Mikroskop verwendet. 1B Fig. 12 is a diagram illustrating the basic structure of an optical imaging section using a dark field microscope.
2 ist
eine schematische Darstellung, die verschiedene, auf einem Wafer
gebildete Muster zeigt. 2 Fig. 12 is a schematic diagram showing various patterns formed on a wafer.
3 ist
eine schematische Darstellung, die die Konfiguration einer Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of a semiconductor surface inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG.
4A ist
eine Querschnitts-Seitenansicht einer innerhalb eines Gehäuses angebrachten
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 4A FIG. 10 is a cross-sectional side view of a semiconductor light-emitting device device mounted inside a case. FIG.
4B ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
ersten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der innerhalb des Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 4B FIG. 12 is a diagram for explaining a first example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device array mounted inside the housing. FIG.
4C ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
zweiten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der innerhalb des Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 4C Fig. 12 is a diagram for explaining a second example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device device mounted inside the housing.
4D ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
dritten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der innerhalb des Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 4D Fig. 12 is a diagram for explaining a third example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device array mounted inside the housing.
4E ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
vierten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der innerhalb des Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 4E Fig. 12 is an illustration for explaining a fourth example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device device mounted inside the housing.
5 ist
eine Darstellung, die die Reflexionsrichtung von Beugungslicht zeigt,
das von einem Wiederholungsmuster gebeugt wird. 5 Fig. 12 is a diagram showing the reflection direction of diffraction light diffracted by a repetitive pattern.
6A ist
eine Darstellung, die die Beziehung zwischen Fehlererfassungsempfindlichkeit, Verdrahtungsmustern
und Azimutwinkel des Beleuchtungslichts in einem Verdrahtungsmusterbereich
zeigt. 6A FIG. 14 is a diagram showing the relationship between error detection sensitivity, wiring patterns and azimuth angle of the illumination light in a wiring pattern. FIG shows rich.
6B ist
eine Darstellung, die ein erfasstes Bild zeigt, wenn ein in 6A gezeigter
Wafer mit Hellfeld-Beleuchtung
beleuchtet wird. 6B is a representation showing a captured image when an in 6A shown wafer is illuminated with bright field illumination.
6C ist
eine Darstellung, die ein erfasstes Bild zeigt, wenn der Wafer mit
schräger
Beleuchtung aus den in 6A gezeigten Richtungen A und
B beleuchtet wird. 6C FIG. 13 is a diagram showing a captured image when the wafer with oblique illumination is out of view in FIG 6A shown directions A and B is illuminated.
6D ist
eine Darstellung, die ein erfasstes Bild zeigt, wenn der Wafer mit
schräger
Beleuchtung aus der in 6A gezeigten Richtung A beleuchtet wird. 6D FIG. 13 is a diagram showing a captured image when the wafer is illuminated with oblique illumination from the image in FIG 6A shown direction A is illuminated.
6E ist
eine Darstellung, die ein erfasstes Bild zeigt, wenn der Wafer mit
schräger
Beleuchtung aus der in 6A gezeigten Richtung B beleuchtet wird. 6E FIG. 13 is a diagram showing a captured image when the wafer is illuminated with oblique illumination from the image in FIG 6A Direction B is illuminated.
7A ist
eine Querschnitts-Seitenansicht der außerhalb des Gehäuses angebrachten
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 7A FIG. 10 is a cross-sectional side view of the semiconductor light-emitting device device mounted outside the case. FIG.
7B ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
ersten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der außerhalb des
Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 7B Fig. 12 is an illustration for explaining a first example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device device mounted outside the housing.
7C ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
zweiten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der außerhalb des
Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 7C Fig. 12 is a diagram for explaining a second example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device device mounted outside the case.
7D ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
dritten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der außerhalb des
Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 7D Fig. 12 is a diagram for explaining a third example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device device mounted outside the housing.
7E ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
vierten Beispiels der Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der außerhalb des
Gehäuses
angebrachten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung. 7E Fig. 12 is a diagram for explaining a fourth example of the arrangement of semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device device mounted outside the housing.
8A ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
ersten Konfigurationsbeispiels zur Veränderung des Einfallswinkels
des Beleuchtungslichts in Bezug auf den Prüfgegenstand für jede lichtemittierende
Halbleitervorrichtung. 8A FIG. 14 is a diagram for explaining a first configuration example for changing the incident angle of the illumination light with respect to the test object for each semiconductor light-emitting device. FIG.
8B ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
zweiten Konfigurationsbeispiels zur Veränderung des Einfallswinkels
des Beleuchtungslichts in Bezug auf den Prüfgegenstand für jede lichtemittierende
Halbleitervorrichtung. 8B FIG. 14 is a diagram for explaining a second configuration example for changing the incident angle of the illumination light with respect to the inspection subject for each semiconductor light-emitting device. FIG.
8C ist
eine Darstellung zur Erläuterung eines
dritten Konfigurationsbeispiels zur Veränderung des Einfallswinkels
des Beleuchtungslichts in Bezug auf den Prüfgegenstand für jede lichtemittierende
Halbleitervorrichtung. 8C FIG. 14 is a diagram for explaining a third configuration example for changing the incident angle of the illumination light with respect to the inspection subject for each semiconductor light-emitting device. FIG.
9 ist
eine Darstellung, die eine Draufsicht eines Halbleiter-Wafers als
Prüfgegenstand
und eine vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts des Wafers zeigt. 9 Fig. 12 is a diagram showing a plan view of a semiconductor wafer as a test object and an enlarged view of a portion of the wafer.
10 ist
ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung,
wie die Lichtemission jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung
gesteuert wird. 10 Fig. 10 is a timing chart for explaining how the light emission of each semiconductor light-emitting device is controlled.
11 ist
eine Darstellung, die die Anordnung der für die in 10 gezeigten
Abtastung verwendeten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung
zeigt. 11 is a representation of the arrangement of the in 10 shown used semiconductor light emitting device arrangement.
12 ist
eine schematische Darstellung, die die Konfiguration einer Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 12 FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of a semiconductor surface inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG.
13 ist
ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung,
wie die Lichtemission einer Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung und
von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen gesteuert wird. 13 Fig. 10 is a timing chart for explaining how to control the light emission of a bright-field illumination device and semiconductor light-emitting devices.
Beste Ausführungsweise
der ErfindungBest execution
the invention
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben. 3 ist eine schematische
Darstellung, die die Konfiguration einer Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Für die folgende Beschreibung
wird als ein Beispiel eine Vorrichtung zur Prüfung einer Halbleiter-Waferoberfläche zur
Prüfung
auf Fehler in einem auf einem Halbleiter-Wafer gebildeten Muster genommen; die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen bestimmten Vorrichtungstyp
beschränkt,
sondern kann in breitem Umfang auf Vorrichtungen zur Oberflächenprüfung zur
Prüfung
von Halbleiterspeicher-Fotomasken, Flüssigkristall-Anzeigefeldern
und anderen Halbleitervorrichtungen verwendet werden.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 3 FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of a semiconductor surface inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. For the following description, as an example, an apparatus for inspecting a semiconductor wafer surface for checking for defects in a pattern formed on a semiconductor wafer is taken; however, the present invention is not limited to this particular type of device, but can be widely used on surface inspection devices for testing semiconductor memory photomasks, liquid crystal display panels, and other semiconductor devices.
Die
Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung 100 enthält: einen
beweglichen Objekttisch 41 zum Halten eines Halbleiter-Wafers 1 darauf;
eine lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51,
die eine Vielzahl von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
enthält,
die eine Lichtquelle bilden; einen Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 zur
Durchführung
der Lichtemissions-Steuerung
durch selektives Einschalten und Ausschalten der in der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 enthaltenen
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen; einen Ansteuerabschnitt 81 für die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
zum Einschalten und Ausschalten jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung
auf der Grundlage eines von dem Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 zugeführten Steuersignals; eine
ringförmige
Beleuchtungslinse 53 zum Konvergieren des von der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 ausgestrahlten Beleuchtungslichts
und Projizieren desselben auf die Oberfläche des Wafers 1;
eine Objektivlinse 10 zum Projizieren eines optischen Bildes
durch Erfassen von Beugungslicht von dem auf die Oberfläche des
Wafers 1 aufgestrahlten Beleuchtungslicht; ein zylindrisches
Gehäuse 11 zur
Unterbringung der Objektivlinse 10; und eine Abbildungseinrichtung 31 zum
Umwandeln des projizierten optischen Bildes der Oberfläche des
Wafers 1 in ein elektrisches Bildsignal. Als die lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen können
lichtemittierende Dioden-Chips (LED) oder Laserdioden- Chips verwendet werden
oder alternativ formgegossene LEDs oder Laserdioden verwendet werden.The semiconductor surface inspection device 100 contains: a movable stage 41 for holding a semiconductor wafer 1 thereon; a semiconductor light-emitting device array 51 including a plurality of semiconductor light-emitting devices forming a light source; a light emission control section 52 for performing the light emission control by selectively turning on and off the in the semiconductor light-emitting device array 51 ent holding semiconductor light-emitting devices; a drive section 81 for the semiconductor light-emitting devices for turning on and off each light-emitting semiconductor device based on one of the light-emission control section 52 supplied control signal; an annular illumination lens 53 for converging the light emitting semiconductor device array 51 emitted illumination light and projecting it onto the surface of the wafer 1 ; an objective lens 10 for projecting an optical image by detecting diffraction light from it onto the surface of the wafer 1 irradiated illumination light; a cylindrical housing 11 for housing the objective lens 10 ; and an imaging device 31 for converting the projected optical image of the surface of the wafer 1 into an electrical image signal. As the semiconductor light-emitting devices, light-emitting diode chips (LED) or laser diode chips can be used, or alternatively, molded-in LEDs or laser diodes can be used.
Wie
die Darstellung zeigt, sind die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 und die
Beleuchtungslinse 53 um die optische Achse der Objektivlinse 10 innerhalb
des Gehäuses 11 angeordnet
und zentriert und das Beleuchtungslicht von den lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen bietet eine Dunkelfeld-Beleuchtung, in der
das Licht in Bezug auf die optische Achse der Objektivlinse 10 von dem
den Umfang der Objektivlinse 10 umgebenden Abschnitt schräg zu dem
Wafer 1 projiziert wird. Zum Zweck der Erläuterung
wird die Ebene, die die Prüfoberfläche des
Prüfgegenstands
(die Oberfläche
des Wafers 1) enthält
und senkrecht zu der optischen Achse der Objektivlinse 10 liegt,
nachfolgend als xy-Ebene bezeichnet, und die Richtung der optischen
Achse der Objektivlinse 10 wird als die z-Richtung genommen.As shown, the semiconductor light-emitting device array is 51 and the illumination lens 53 around the optical axis of the objective lens 10 inside the case 11 arranged and centered and the illumination light from the semiconductor light-emitting devices provides dark-field illumination in which the light with respect to the optical axis of the objective lens 10 from the scope of the objective lens 10 surrounding section obliquely to the wafer 1 is projected. For the purpose of explanation, the plane that defines the test surface of the test article (the surface of the wafer 1 ) and perpendicular to the optical axis of the objective lens 10 hereinafter referred to as xy plane, and the direction of the optical axis of the objective lens 10 is taken as the z-direction.
Die
Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung 100 umfasst
einen Objekttisch-Steuerabschnitt 43, der die Positionierungssteuerung
zur Positionierung jedes bestimmten Abschnitts auf der Oberfläche des
Wafers 1 innerhalb des Sichtfelds der Objektivlinse 10 durch
Ansteuern des beweglichen Objekttisches 41 vollzieht.The semiconductor surface inspection device 100 includes a stage control section 43 , the positioning controller for positioning each particular section on the surface of the wafer 1 within the field of view of the objective lens 10 by driving the movable stage 41 takes place.
Eine
Fernsehkamera oder dergleichen, die eine zweidimensionale CCD-Vorrichtung
verwendet, kann als die Abbildungseinrichtung 31 verwendet werden,
aber in der vorliegenden Ausführungsform wird
ein Zeilensensor, wie etwa eine eindimensionale CCD verwendet. Der
Objekttisch-Steuerabschnitt 43 gibt
ein Ansteuerungsimpulssignal an den beweglichen Objekttisch 41 ab,
der auf diese Weise relativ zu dem Wafer 1 bewegt (gescannt)
wird. Dabei gibt der Zeilensensor 31 ein analoges Bildsignal
synchron mit dem Ansteuerungsimpulssignal ab, das von dem Objekttisch-Steuerabschnitt 43 abgegeben
wird, und das analoge Bildsignal wird durch einen Analog/Digital-Wandler 32 in
ein digitales Signal umgewandelt, auf dessen Grundlage ein Bildverarbeitungsabschnitt 33 zweidimensionale
Bilddaten aufbaut.A television camera or the like using a two-dimensional CCD device may be used as the imaging device 31 are used, but in the present embodiment, a line sensor such as a one-dimensional CCD is used. The stage control section 43 gives a drive pulse signal to the moving stage 41 starting in this way relative to the wafer 1 is moved (scanned). There is the line sensor 31 an analog image signal in synchronism with the drive pulse signal supplied from the stage control section 43 is output, and the analog image signal is transmitted through an analog-to-digital converter 32 converted into a digital signal, on the basis of which an image processing section 33 builds two-dimensional image data.
Der
gesamte Betriebsablauf der Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung 100 wird
von einer Berechnungseinrichtung 61 gesteuert, die durch
einen Computer oder dergleichen implementiert sein kann. Die Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung 100 enthält ferner
einen Speicherabschnitt 62 zum Speichern von Programmen
und Daten, die zur Steuerung durch die Berechnungseinrichtung 61 erforderlich
sind, sowie von vorrichtungsspezifischen Informationen, die weiter
unten beschrieben werden, und einen Eingabeabschnitt 63 zur
Eingabe der Programme und Daten. Die von dem Bildverarbeitungsabschnitt 33 aufgebauten
zweidimensionalen Bilddaten werden der Berechnungseinrichtung 61 zugeführt und
für verschiedene
Arten von Oberflächenprüfungen verwendet.The entire operation of the semiconductor surface inspection device 100 is from a calculation device 61 controlled, which may be implemented by a computer or the like. The semiconductor surface inspection device 100 also includes a memory section 62 for storing programs and data for control by the computing device 61 and device-specific information, which will be described later, and an input section 63 to enter the programs and data. That of the image processing section 33 constructed two-dimensional image data are the computing device 61 supplied and used for various types of surface testing.
4A ist
eine X-Z-Querschnittsansicht, die das Innere des Gehäuses 11 zeigt,
und 4B ist eine Darstellung zur Erläuterung
eines ersten Beispiels der Anordnung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 in
der X-Y-Ebene. Wie 4B zeigt, sind die lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen 54 in einer Vielzahl von konzentrischen Kreisen
(in der Figur drei Kreise) angeordnet, die um die optische Achse
der Objektivlinse 10 zentriert sind. Das von den jeweiligen
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 emittierte
Beleuchtungslicht wird von der Beleuchtungslinse 53 als
Sammellinse konvergiert und auf den Abschnitt des Wafers 1 projiziert, der
innerhalb des Sichtfelds der Objektivlinse 10 liegt. 4A is an XZ cross-sectional view, which is the inside of the case 11 shows, and 4B FIG. 14 is a diagram for explaining a first example of the arrangement of the semiconductor light-emitting devices in the semiconductor light-emitting device array. FIG 51 in the XY plane. As 4B 1, the semiconductor light-emitting devices are 54 in a plurality of concentric circles (three circles in the figure) arranged around the optical axis of the objective lens 10 are centered. That of the respective semiconductor light-emitting devices 54 emitted illumination light is from the illumination lens 53 converged as a condenser lens and onto the portion of the wafer 1 projected within the field of view of the objective lens 10 lies.
Die
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 sind so angeordnet,
dass der Einfallswinkel des Beleuchtungslichts, das durch die Beleuchtungslinse 53 tritt
und auf den Wafer 1 fällt
(das heißt
der Winkel, den die Einfallsrichtung des Beleuchtungslichts mit
der auf die Oberfläche
des Wafers 1 gefällten
Senkrechten bildet), in Abhängigkeit
von der radialen Position der in den konzentrischen Kreisen angeordneten
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 unterschiedlich
ist. Beispielsweise sind in der vorliegenden Ausführungsform
die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 so angeordnet,
dass, wie 4A zeigt, der Einfallswinkel
mit abnehmendem Abstand von der optischen Achse der Objektivlinse 10 abnimmt
(tiefer wird) und mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse
der Objektivlinse 10 zunimmt (flacher wird).The semiconductor light-emitting devices 54 are arranged so that the angle of incidence of the illumination light passing through the illumination lens 53 occurs and on the wafer 1 falls (that is, the angle, the direction of incidence of the illumination light with the on the surface of the wafer 1 downsized perpendicular) depending on the radial position of the semiconductor light emitting devices arranged in the concentric circles 54 is different. For example, in the present embodiment, the semiconductor light-emitting devices 54 arranged so that, like 4A shows, the angle of incidence with decreasing distance from the optical axis of the objective lens 10 decreases (becomes deeper) and with increasing distance from the optical axis of the objective lens 10 increases (becomes flatter).
Andererseits
ist der Azimutwinkel des Beleuchtungslichts von den lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen 54 auf den Wafer 1 in
der X-Y-Ebene (Waferebene) (das heißt die Beleuchtungsrichtung
des Beleuchtungslichts in der X-Y-Ebene) in Abhängigkeit von der Umfangsposition
der in den konzentrischen Kreisen angeordneten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 unterschiedlich.
Da hier die Richtung des auf dem Halbleiter-Wafer 1 gebildeten
Verdrahtungsmusters gewöhnlich
in einem der Winkel von 0°,
45°, 90° und 135° ausgerichtet
ist, ist es bevorzugt, dass die Azimutwinkel des Beleuchtungslichts
von den jeweiligen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 mindestens
auf Winkel von 0°,
45°, 90° und 135° (das heißt 45° voneinander beabstandet)
eingestellt sind, so dass die in einem der Winkel von 0°, 45°, 90° und 135° ausgerichteten Verdrahtungsmuster
mit Beleuchtungslicht beleuchtet werden können, das in der zu der Richtung
der Ausrichtung der Verdrahtungsmuster parallelen Richtung projiziert
wird. In einigen seltenen Fällen
sind Verdrahtungsmuster in anderen Winkeln als den vorstehend genannten
Winkeln ausgerichtet; in diesen Fällen ist es bevorzugt, dieses
Muster durch Kombinieren einer Vielzahl von Halbleitervorrichtungen
zu beleuchten, die verschiedene Azimutwinkel haben, oder einer Vielzahl
von Halbleitervorrichtungsgruppen, die jeweils aus Halbleitervorrichtungen
bestehen, die den gleichen Azimutwinkel haben.On the other hand, the azimuth angle of Be illumination light from the semiconductor light-emitting devices 54 on the wafer 1 in the XY plane (wafer plane) (that is, the illumination direction of the illumination light in the XY plane) depending on the circumferential position of the semiconductor light-emitting devices arranged in the concentric circles 54 differently. Because here is the direction of the on the semiconductor wafer 1 is usually aligned in one of the angles of 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °, it is preferable that the azimuth angles of the illumination light from the respective semiconductor light-emitting devices 54 at least at angles of 0 °, 45 °, 90 ° and 135 ° (ie spaced 45 ° apart) so that the wiring patterns aligned at one of the angles of 0 °, 45 °, 90 ° and 135 ° illuminate with illumination light which is projected in the direction parallel to the direction of alignment of the wiring patterns. In some rare cases, wiring patterns are oriented at angles other than the aforementioned angles; In these cases, it is preferable to illuminate this pattern by combining a plurality of semiconductor devices having different azimuth angles or a plurality of semiconductor device groups each consisting of semiconductor devices having the same azimuth angle.
Ferner
sind die die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 bildenden
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 unter Verwendung einer
Vielzahl von monochromatischen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
aufgebaut, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.
Mit anderen Worten bilden die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 in
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 eine
Vielzahl von Gruppen von verschiedenen Lichtemissions-Wellenlängen.Further, those are the semiconductor light-emitting device array 51 forming semiconductor light-emitting devices 54 is constructed using a variety of monochromatic semiconductor light-emitting devices that emit light of different wavelengths. In other words, the semiconductor light-emitting devices constitute 54 in the semiconductor light-emitting device array 51 a plurality of groups of different light emission wavelengths.
Hier
kann jede lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 so
konfiguriert sein, dass sie eine unterschiedliche Emissionswellenlänge hat,
oder wenn kein Bedarf besteht, die Wellenlänge des Beleuchtungslichts
in der Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung 100 zu verändern, können alle
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 in der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 so konfiguriert sein,
dass sie Licht mit der gleichen Wellenlänge ausstrahlen.Here, any semiconductor light-emitting device 54 be configured to have a different emission wavelength or, if not needed, the wavelength of the illumination light in the semiconductor surface inspection device 100 All semiconductor light-emitting devices can be modified 54 in the semiconductor light-emitting device array 51 be configured to emit light of the same wavelength.
Der
Speicherabschnitt 62 speichert Attributinformationen der
lichtemittierenden Vorrichtungen als Datentabelle, in welcher jede
lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 dem
Einfallswinkel, dem Azimutwinkel und der Emissionswellenlänge des
Beleuchtungslichts für
diese lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 zugeordnet
ist, und die Attributinformationen werden in dem Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 verwendet,
wie weiter unten beschrieben wird.The storage section 62 stores attribute information of the light emitting devices as a data table in which each semiconductor light emitting device 54 in the semiconductor light-emitting device array 51 the incident angle, the azimuth angle, and the emission wavelength of the illumination light for this semiconductor light-emitting device 54 is assigned, and the attribute information is in the light emission control section 52 used as described below.
Die
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 in der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 können in eine Vielzahl von lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Gruppen eingeteilt werden. Hier können die
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 nach dem
Einfallswinkel, der Emissions-Wellenlänge und/oder dem Azimutwinkel
des Beleuchtungslichts gruppiert werden.The semiconductor light-emitting devices 54 in the semiconductor light-emitting device array 51 can be classified into a variety of semiconductor light-emitting device groups. Here, the semiconductor light-emitting devices 54 are grouped according to the angle of incidence, the emission wavelength and / or the azimuth angle of the illumination light.
Es
wird erneut auf 3 Bezug genommen. Der Objekttisch-Steuerabschnitt 43 ist
in der Lage, Positionsinformationen (Positions-Triggerinformationen)
konstant auszugeben, die die gegenwärtige Position des beweglichen
Objekttisches 41 anzeigen, und der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 erfasst die
Positionsinformationen des beweglichen Objekttisches 41 von
dem Objekttisch-Steuerabschnitt 43. Da die Befestigungsposition
des Wafers 1 auf den beweglichen Objekttisch 41 vorbestimmt
ist, kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 auf
der Grundlage der erfassten Positionsinformationen des beweglichen
Objekttisches 41 bestimmen, welcher Abschnitt des Wafers 1 gegenwärtig im
Sichtfeld der Objektivlinse 10 angeordnet ist.It will be up again 3 Referenced. The stage control section 43 is capable of constantly outputting position information (position trigger information) representing the current position of the moving stage 41 and the light emission control section 52 detects the position information of the movable stage 41 from the stage control section 43 , Because the mounting position of the wafer 1 on the movable stage 41 is predetermined, the light emission control section 52 based on the detected position information of the moving stage 41 determine which section of the wafer 1 currently in the field of view of the objective lens 10 is arranged.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 ruft die vorrichtungsspezifischen
Informationen ab, die vorab von einer externen Einrichtung über den
Eingabeabschnitt 63 eingegeben und in dem Speicherabschnitt 62 gespeichert
wurden. Die vorrichtungsspezifischen Informationen sind Informationen,
in welchen jeder Prüfabschnitt
(zu prüfende
Stelle) auf dem Wafer 1 den Beleuchtungsbedingungen zugeordnet ist,
wie zum Beispiel Einfallswinkel, Emissionswellenlänge und
Azimutwinkel des Beleuchtungslichts, oder der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtung 54 oder der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe,
die für
die Beleuchtung des Prüfabschnitts
geeignet ist, und die für
den Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 zur Auswahl der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtung 54 oder der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe
aus der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 verwendet
werden.The light emission control section 52 retrieves the device-specific information in advance from an external device via the input section 63 entered and in the memory section 62 were saved. The device-specific information is information in which each test section (test point) on the wafer 1 associated with the illumination conditions, such as angle of incidence, emission wavelength and azimuth angle of the illumination light, or the semiconductor light-emitting device 54 or the semiconductor light-emitting device group suitable for illuminating the test section and those for the light-emitting control section 52 for selecting the semiconductor light-emitting device 54 or the semiconductor light emitting device array from the semiconductor light emitting device array 51 be used.
Beispielsweise
können
die vorrichtungsspezifischen Informationen als Informationstabelle
gespeichert sein, in welcher jeder Prüfabschnitt auf dem Wafer 1 direkt
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 oder der
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe zugeordnet ist,
die zur Beleuchtung des Prüfabschnitts
geeignet ist. In diesem Fall liest der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 den
Speicherabschnitt 62 aus, um die vorrichtungsspezifischen
Informationen abzurufen, die den gegenwärtig im Sichtfeld der Objektivlinse 10 angeordneten Prüfabschnitt
betreffen. Dann wählt
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die lichtemittierende
Halbleitervorrichtung 54 oder die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe
aus, die diesem Prüfabschnitt
zugeordnet ist.For example, the device-specific information may be stored as an information table in which each inspection section on the wafer 1 directly to the semiconductor light-emitting device 54 or the semiconductor light-emitting device group which is suitable for illuminating the test section. In this case, the light emission control section reads 52 the memory section 62 to retrieve the device-specific information currently in the field of view of the objective lens 10 disposed Test section. Then, the light emission control section selects 52 the semiconductor light-emitting device 54 or the semiconductor light-emitting device group associated with this test section.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 gibt ein Signal an den
Ansteuerabschnitt 82 für
die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen ab, das die ausgewählte lichtemittierende
Halbleitervorrichtung 54 oder lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe bezeichnet.
Der Ansteuerabschnitt 82 für die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
ist eine Ansteuerschaltung, die jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 einen
Ansteuerstrom zuliefert, der erforderlich ist, dass die lichtemittierende
Halbleitervorrichtung 54 Licht emittiert, und kann den
Betrieb jeder einzelnen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 oder
jeder einzelnen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe
in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 steuern.
Auf der Grundlage des von dem Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 erhaltenen
Befehlssignals schaltet der Ansteuerabschnitt 82 für die lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen die ausgewählte lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 oder
lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe ein.The light emission control section 52 gives a signal to the drive section 82 for the semiconductor light-emitting devices comprising the selected semiconductor light-emitting device 54 or semiconductor light-emitting device group. The driving section 82 For the semiconductor light-emitting devices, a driving circuit is that of each semiconductor light-emitting device 54 supplies a driving current required for the semiconductor light-emitting device 54 Emits light, and may control the operation of each individual semiconductor light-emitting device 54 or each individual semiconductor light-emitting device group in the semiconductor light-emitting device array 51 Taxes. On the basis of the light emission control section 52 obtained command signal switches the drive section 82 for the semiconductor light-emitting devices, the selected semiconductor light-emitting device 54 or semiconductor light-emitting device group.
In
einem anderen Beispiel liegen die vorrichtungsspezifischen Informationen
als Tabelleninformationen vor, in welchen jeder Prüfabschnitt
auf dem Wafer 1 den Beleuchtungsbedingungen für diesen Abschnitt
zugeordnet ist, beispielsweise dem Einfallswinkel, dem Azimutwinkel
und der Emissionswellenlänge
des Beleuchtungslichts, die für
die Beleuchtung des Prüfabschnitts
geeignet sind. In diesem Fall liest der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 den
Speicherabschnitt 62 aus, um die vorrichtungsspezifischen
Informationen abzurufen, die den gegenwärtig im Sichtfeld der Objektivlinse 10 befindlichen
Prüfabschnitt
betreffen. Anschließend
wählt der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 auf
der Grundlage der Attributinformationen der lichtemittierenden Vorrichtungen
aus der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 die
lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 aus, die in
der Lage ist, das Beleuchtungslicht abzugeben, das am besten mit
dem Einfallswinkel, dem Azimutwinkel und der Emissionswellenlänge des
Beleuchtungslichts übereinstimmt,
das diesem Prüfabschnitt
zugeordnet ist, und schaltet die auf diese Weise ausgewählte lichtemittierende
Halbleitervorrichtung 54 ein.In another example, the device specific information is presented as table information in which each test section on the wafer 1 is associated with the illumination conditions for this section, for example the angle of incidence, the azimuth angle and the emission wavelength of the illumination light, which are suitable for the illumination of the test section. In this case, the light emission control section reads 52 the memory section 62 to retrieve the device-specific information currently in the field of view of the objective lens 10 refer to the relevant test section. Subsequently, the light emission control section selects 52 on the basis of the attribute information of the light-emitting devices of the semiconductor light-emitting device array 51 the semiconductor light-emitting device 54 capable of emitting the illumination light which best matches the incident angle, the azimuth angle, and the emission wavelength of the illumination light associated with this inspection section, and switches the thus-selected semiconductor light-emitting device 54 one.
Ferner
können
die vorrichtungsspezifischen Informationen als Informationstabelle
gespeichert sein, in welcher jeder Prüfabschnitt auf dem Wafer 1 dem
Wiederholungsabstand (Verdrahtungsabstandsbreite) des auf dem Prüfabschnitt
gebildeten Wiederholungsmusters zugeordnet ist, wie zum Beispiel
einem Verdrahtungsmuster. Die Richtung des Beugungslichts, das an
dem Wiederholungsmusterabschnitt, wie zum Beispiel einem Verdrahtungsmuster,
gebeugt wird, ist von dem Wiederholungsabstand des Wiederholungsmusters
(der Verdrahtungsabstandsbreite des Verdrahtungsmusters), dem Einfallswinkel
des einfallenden Lichts und der Wellenlänge des einfallenden Lichts
abhängig.
Die Beziehungen unter diesen sind in 5 gezeigt.Furthermore, the device-specific information may be stored as an information table in which each inspection section on the wafer 1 is assigned to the repetition pitch (wiring pitch width) of the repetitive pattern formed on the test section, such as a wiring pattern. The direction of the diffraction light diffracted at the repetition pattern portion such as a wiring pattern is dependent on the repetition pitch of the repetitive pattern (the wiring pitch width of the wiring pattern), the incident angle of the incident light, and the wavelength of the incident light. The relationships among these are in 5 shown.
5 ist
eine Darstellung, die die Reflexionsrichtung des von dem Wiederholungsmuster 2 gebeugten
Beugungslicht zeigt. Wenn Licht auf ein Muster fällt, das einen periodischen
Aufbau mit einem gegebenen Abstand d hat, wird das Licht in der Richtung θn gebeugt, die definiert ist durch sinθ0 – sinθn = nλ/d 5 is a representation showing the reflection direction of the repeat pattern 2 diffracted diffraction light shows. When light falls on a pattern having a periodic structure with a given distance d, the light is diffracted in the direction θ n , which is defined by sinθ 0 - sin θ n = nλ / d
Hier
ist θ0 der Einfallswinkel des einfallenden Lichts
und θ0' ist
der Beugungswinkel des Beugungslichts nullter Ordnung, wobei sinθ0 ≠ sinθ0'.
Ferner bezeichnen n die Ordnung (n = 0, ±1, ±2, ...) und λ die Wellenlänge des
einfallenden Lichts.Here, θ 0 is the incident angle of the incident light and θ 0 'is the diffraction angle of the zero-order diffraction light, where sinθ 0 ≠ sinθ 0 '. Further, n is the order (n = 0, ± 1, ± 2, ...) and λ is the wavelength of the incident light.
Entsprechend
liest der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 den Speicherabschnitt 62 aus,
um die Wiederholungsabstandsbreite, die dem im Sichtfeld der Objektivlinse 10 angeordneten
Prüfabschnitt
entspricht, aus den vorrichtungsspezifischen Informationen für diesen
Abschnitt abzurufen. Auf der Grundlage der abgerufenen Wiederholungsabstandsbreite und
einer bekannten Relativpositionsbeziehung zwischen der Objektivlinse 10 und
dem Kantenabschnitt 2 werden die für das vorstehend bezeichnete
Muster geeignete Emissionswellenlänge und der Einfallswinkel
aus der vorstehenden Gleichung berechnet. Anschließend wird
auf der Grundlage der für
die lichtemittierenden Vorrichtungen spezifischen Informationen
die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 oder die
lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe, die am besten mit der auf diese
Weise berechneten Emissionswellenlänge und dem Einfallswinkel übereinstimmt,
aus der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 ausgewählt, und
die ausgewählte
Vorrichtung oder Vorrichtungsgruppe wird eingeschaltet.Accordingly, the light emission control section reads 52 the memory section 62 to the repeat distance width, that in the field of view of the objective lens 10 arranged check section corresponds to retrieve from the device-specific information for this section. On the basis of the retrieved repeat distance width and a known relative positional relationship between the objective lens 10 and the edge portion 2 For example, the emission wavelength suitable for the above-mentioned pattern and the incident angle are calculated from the above equation. Then, based on the information specific to the light-emitting devices, the semiconductor light-emitting device becomes 54 or the semiconductor light-emitting device group that best matches the emission wavelength calculated in this way and the angle of incidence, from the semiconductor light-emitting device array 51 is selected, and the selected device or device group is turned on.
Die
vorrichtungsspezifischen Informationen können als Tabelleninformationen
gespeichert sein, in welchen jeder Prüfabschnitt auf dem Wafer 1 der Ausrichtung
des auf dem Prüfabschnitt
in der Ebene des Wafers 1 gebildeten Verdrahtungsmusters
zugeordnet ist. Die Empfindlichkeit für die Erfassung von Fehlern
in dem Verdrahtungsmusterbereich ist von dem Winkel abhängig, den
die Beleuchtungsrichtung (Azimutwinkel) des Beleuchtungslichts mit
der Richtung der Ausrichtung (Azimutwinkel) des Verdrahtungsmusters
in der Ebene des Wafers 1 bildet. Dies wird unter Bezug
auf 6 erläutert.The device-specific information may be stored as table information in which each test section on the wafer 1 the orientation of the on the test section in the plane of the wafer 1 associated wiring pattern is assigned. The sensitivity for detecting errors in the wiring pattern area depends on the angle the illumination direction (azimuth angle) of the illumination light is with the direction of alignment (azimuth angle) of the wiring pattern in the plane of the wafer 1 forms. This will be referred to 6 explained.
6A ist
eine Draufsicht des Wafers 1, der Linienmuster als Verdrahtungsmuster
hat, 6B zeigt ein Bild, das erfasst wird, wenn der
Wafer 1 mit Hellfeld-Beleuchtung beleuchtet wird, 6C zeigt ein
Bild, das erfasst wird, wenn der Wafer 1 mit schräger Beleuchtung
aus den Richtungen A und B in 6A beleuchtet
wird, 6D zeigt ein Bild, das erfasst
wird, wenn der Wafer 1 mit schräger Beleuchtung aus der Richtung
A beleuchtet wird, und 6E zeigt ein Bild, das erfasst
wird, wenn der Wafer 1 mit schräger Beleuchtung aus der Richtung
B beleuchtet wird. 6A is a plan view of the wafer 1 having line pattern as wiring pattern, 6B shows an image that is detected when the wafer 1 illuminated with bright field illumination, 6C shows an image that is detected when the wafer 1 with oblique illumination from directions A and B in 6A is lit, 6D shows an image that is detected when the wafer 1 illuminated with oblique illumination from the direction A, and 6E shows an image that is detected when the wafer 1 illuminated with oblique illumination from the direction B
In
dem Hellfeld-Bild aus 6B sowie in dem Dunkelfeld-Bild
aus 6C fallen die Empfindlichkeit zur Erfassung von
Fehlern, die zwischen den Linien in dem Linienmusterbereich 7 angeordnet sind,
der in der Richtung B ausgerichtet ist, und die Empfindlichkeit
zur Erfassung von Fehlern, die zwischen den Linien in dem Linienmusterbereich 8 angeordnet
sind, der in der Richtung A ausgerichtet ist, aufgrund von Streulicht,
das an den Kanten der Linienmuster reflektiert wird, beide ab. Andererseits
wird in dem unter der Beleuchtung aus der Richtung A erfassten Bild,
wie in 6D gezeigt, das Streulicht von
den Linienkanten in dem Linienmusterbereich 8, der in der
Richtung A ausgerichtet ist, unterdrückt, was die Empfindlichkeit
zur Erfassung von Fehlern verbessert, die in dem Bereich 8 zwischen
den Linien angeordnet sind; in ähnlicher
Weise ist in dem unter der Beleuchtung aus der Richtung B erfassten
Bild, wie in 6E gezeigt, das Streulicht von
den Linienkanten in dem Linienmusterbereich 7, der in der Richtung
B ausgerichtet ist, unterdrückt,
was die Empfindlichkeit zur Erfassung von zwischen den Linien in
dem Bereich 7 angeordneten Fehlern verbessert.In the brightfield picture off 6B and in the darkfield image 6C fall the sensitivity for detecting errors between the lines in the line pattern area 7 which is aligned in the direction B and the sensitivity for detecting errors between the lines in the line pattern area 8th are aligned in the direction A, due to scattered light, which is reflected at the edges of the line pattern, both from. On the other hand, in the image captured under the illumination from the direction A, as shown in FIG 6D shown the stray light from the line edges in the line pattern area 8th , which is aligned in the direction A, suppresses, which improves the sensitivity for detecting errors occurring in the area 8th are arranged between the lines; Similarly, in the image captured under the illumination from the direction B, as in FIG 6E shown the stray light from the line edges in the line pattern area 7 , which is aligned in the direction B, suppresses what the sensitivity for detecting between the lines in the area 7 arranged errors improved.
Entsprechend
liest der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 den Speicherabschnitt 62 aus,
um den Azimutwinkel, der dem innerhalb des Sichtfelds der Objektivlinse 10 angeordneten
Prüfabschnitt
zugeordnet ist, aus den vorrichtungsspezifischen Informationen für diesen
Abschnitt abzurufen und erhält
den Azimutwinkel der Beleuchtungslichtprojektion (beispielsweise
die Richtung parallel zu der zugehörigen Richtung), der zur Beleuchtung
des unter dem Azimutwinkel ausgerichteten Verdrahtungsmusters geeignet
ist. Dann wird unter Verwendung der Beleuchtungsbedingungen, die
auf der Grundlage der für
die lichtemittierenden Vorrichtungen spezifischen Informationen
vorbestimmt ist, die geeignete lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 oder
lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe aus der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 ausgewählt und
die ausgewählte
Vorrichtung oder Vorrichtungsgruppe wird eingeschaltet. Der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 erreicht
die Lichtemissionssteuerung durch Umschalten zwischen vorbestimmten
Lichtemissions-Mustern auf der Grundlage der Positions-Triggerinformationen,
die von dem beweglichen Objekttisch 41 erhalten werden.Accordingly, the light emission control section reads 52 the memory section 62 out to the azimuth angle, that within the field of view of the objective lens 10 is arranged to retrieve from the device-specific information for this section and obtains the azimuth angle of the illumination light projection (for example, the direction parallel to the associated direction), which is suitable for illuminating the aligned under the azimuth angle wiring pattern. Then, using the lighting conditions, which is predetermined based on the information specific to the light-emitting devices, the appropriate semiconductor light-emitting device 54 or semiconductor light emitting device array from the semiconductor light emitting device array 51 is selected and the selected device or device group is turned on. The light emission control section 52 achieves the light emission control by switching between predetermined light emission patterns based on the position trigger information obtained from the movable stage 41 to be obtained.
Die
vorrichtungsspezifischen Informationen können als Informationstabelle
gespeichert werden, in welcher jeder Prüfabschnitt des Wafers 1 dem
Material des auf dem Prüfabschnitt
gebildeten Musters zugeordnet ist. In diesem Fall liest der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 den
Speicherabschnitt 62 aus, um die vorrichtungsspezifischen
Informationen abzurufen, die den im Sichtfeld der Objektivlinse 10 befindlichen
Prüfabschnitt
betreffen, und erhält
die zur Beleuchtung des Materials, das zu diesem Prüfabschnitt
gehört,
geeignete Emissionswellenlänge.
Dann wird auf der Grundlage der für die lichtemittierenden Vorrichtungen
spezifischen Informationen die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54,
die der auf diese Weise erhaltenen Emissionswellenlänge am besten
entspricht, aus der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 ausgewählt und
die ausgewählte
Vorrichtung wird eingeschaltet. Der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 erreicht
die Lichtemissionssteuerung durch Umschalten zwischen vorbestimmten
Lichtemissions-Mustern auf der Basis der Positions-Triggerinformationen,
die von dem beweglichen Objekttisch 41 erhalten werden.The device-specific information may be stored as an information table in which each check section of the wafer 1 associated with the material of the pattern formed on the test section. In this case, the light emission control section reads 52 the memory section 62 to retrieve the device-specific information that is in the field of view of the objective lens 10 test section, and shall be given the appropriate emission wavelength to illuminate the material included in this test section. Then, based on the information specific to the light-emitting devices, the semiconductor light-emitting device becomes 54 , which best matches the emission wavelength thus obtained, from the semiconductor light-emitting device array 51 is selected and the selected device is turned on. The light emission control section 52 achieves the light emission control by switching between predetermined light emission patterns on the basis of the position trigger information obtained from the movable stage 41 to be obtained.
Ferner
können,
wie später
beschrieben wird, die vorrichtungsspezifischen Informationen Tabellendaten umfassen,
in welchen jeder Prüfabschnitt
auf dem Wafer 1 Informationen, die die Dichte des auf dem
Prüfabschnitt
gebildeten Musters betreffen, Flag-Informationen, um festzustellen,
ob der Prüfabschnitt
ein Zellenbereich, ein Logikschaltungsbereich oder ein Peripheriebereich
ist, und/oder Flag-Informationen zugeordnet ist, die anzeigen, ob
die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 für diesen
Prüfabschnitt
eingeschaltet werden soll oder nicht.Further, as will be described later, the device-specific information may include tabular data in which each inspection section on the wafer 1 Information concerning the density of the pattern formed on the test section, flag information for determining whether the test section is a cell area, a logic circuit area or a peripheral area, and / or flag information indicating whether the semiconductor light emitting device is arrangement 51 to be turned on for this test section or not.
Die
vorrichtungsspezifischen Informationen, die vorab über den
Eingabeabschnitt 63 einzugeben sind und in dem Speicherabschnitt 62 zur
Verwendung durch den Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 gespeichert
werden, können
auf der Grundlage von Resultaten erzeugt werden, die durch Beobachten
eines Beispiel-Wafers erhalten wurden, der mit dem zu prüfenden Produkt-Wafer
identisch ist.The device-specific information, in advance via the input section 63 are to be entered and in the memory section 62 for use by the light emission control section 52 can be generated on the basis of results obtained by observing an example wafer identical to the product wafer to be tested.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 kann so konfiguriert
sein, dass er die Menge der Lichtemission der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtung 54 individuell variiert, indem der
Strom zur Ansteuerung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 variiert
wird.The light emission control section 52 may be configured to reduce the amount of light emission of the semiconductor light-emitting device 54 individually varies by the current for driving the semiconductor light-emitting device 54 is varied.
Ferner
kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 auch so konfiguriert
sein, dass er jede einzelne lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 oder eine
Gruppe von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54,
die den gleichen Einfallswinkel, die gleiche Emissionswellenlänge oder
den gleichen Beleuchtungs-Azimutwinkel
haben, auswählt,
wie weiter oben beschrieben, und die Menge der Lichtemission der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtung 54 oder der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe
verändert,
indem der Ansteuerstrom für
diese variiert wird. Dadurch, dass der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 auf
diese Weise die Menge der Lichtemission der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 verändert, kann
die Menge der Lichtemission des Beleuchtungslichts zur Beleuchtung
des Prüfgegenstands
beispielsweise für
jeden Einfallswinkel, jede Emissionswellenlänge oder jeden Beleuchtungs-Azimutwinkel
verändert
werden.Further, the light emission control section may 52 also be configured to include each individual semiconductor light-emitting device 54 or a group of semiconductor light-emitting devices obligations 54 which have the same angle of incidence, the same emission wavelength or the same illumination azimuth angle, as described above, and the amount of light emission of the semiconductor light-emitting device 54 or the semiconductor light-emitting device group by varying the driving current for them. In that the light emission control section 52 in this way, the amount of light emission of the semiconductor light-emitting device 54 For example, the amount of light emission of the illuminating light for illuminating the test object may be varied, for example, for each angle of incidence, emission wavelength or illuminating azimuth angle.
Verschiedene
Konfigurationen können
zur Anbringung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 verwendet
werden. Beispielsweise kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 innerhalb
des Gehäuses 11 der Objektivlinse 10 montiert
werden, wie in 4A bis 4E gezeigt,
oder kann außerhalb
des Gehäuses 11 der
Objektivlinse 10 montiert werden, wie in 7A bis 7E gezeigt.Various configurations may be used for mounting the semiconductor light-emitting device array 51 be used. For example, the semiconductor light-emitting device array 51 inside the case 11 the objective lens 10 be mounted as in 4A to 4E shown, or may be outside the case 11 the objective lens 10 be mounted as in 7A to 7E shown.
Ferner
können
verschiedene Anordnungen für
die Anordnung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 in
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 verwendet
werden. Lichtemittierende Halbleitervorrichtungen 54 können, wie in 4B oder 7B gezeigt,
in mehreren konzentrischen Kreisen (in der Figur drei Kreisen) angeordnet
sein, die um die optische Achse der Objektivlinse 10 zentriert
sind, oder können,
wie in 4C oder 7C gezeigt,
entlang den Seiten einer Vielzahl von Polygonen mit unterschiedlichen
Abmessungen (in der Figur drei Polygonen) angeordnet sein, die einen
gemeinsamen Mittelpunkt auf der optischen Achse der Objektivlinse 10 haben.
Alternativ können
sie in einem einzigen Kreis angeordnet sein, der um die optische
Achse der Objektivlinse 10 zentriert ist, wie in 4D oder 7D gezeigt,
oder sie können
in geraden Linien oder in einer einzelnen Reihe entlang den Seiten
eines einzelnen Polygons angeordnet sein, dessen Mitte mit der optischen
Achse der Objektivlinse 10 zusammenfällt, wie in 4E oder 7E gezeigt.Further, various arrangements for the arrangement of the semiconductor light-emitting devices 54 in the semiconductor light-emitting device array 51 be used. Semiconductor light-emitting devices 54 can, as in 4B or 7B be shown, in several concentric circles (in the figure, three circles) arranged around the optical axis of the objective lens 10 are centered, or can, as in 4C or 7C shown along the sides of a plurality of polygons of different dimensions (three polygons in the figure), which have a common center on the optical axis of the objective lens 10 to have. Alternatively, they may be arranged in a single circle around the optical axis of the objective lens 10 centered, as in 4D or 7D or they may be arranged in straight lines or in a single row along the sides of a single polygon whose center is aligned with the optical axis of the objective lens 10 coincides, as in 4E or 7E shown.
Ferner
sei angemerkt, dass das Substrat der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 nicht
unbedingt in einer kreisförmigen
Ringform gebildet sein muss, sondern in einer Polygon-Ringform gebildet
sein kann. Ferner muss die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 nicht
unbedingt auf einem einzigen Substrat montiert sein, sondern es
können
auch eine Vielzahl von Substraten, die jeweils eine darauf angebrachte
lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung haben, um die
optische Achse der Objektivlinse 10 angeordnet sein.Further, it should be noted that the substrate of the semiconductor light-emitting device array 51 not necessarily be formed in a circular ring shape, but may be formed in a polygonal ring shape. Furthermore, the semiconductor light-emitting device array must 51 may not necessarily be mounted on a single substrate, but also a plurality of substrates each having a semiconductor light-emitting device array mounted thereon may be arranged around the optical axis of the objective lens 10 be arranged.
Verschiedene
Konfigurationen können
verwendet werden, um den Einfallswinkel des Beleuchtungslichts in
Bezug auf den Wafer 1 für
jede lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 zu ändern. Konfigurationsbeispiele
sind in 8A bis 8C dargestellt.
In dem Beispiel aus 8A sind die lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen 54 in der Weise an dem Substrat
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 angebracht,
dass ihre stärksten
Beleuchtungsrichtungen (die Hauptbeleuchtungsrichtungen) im wesentlichen
parallel zueinander sind. Die Beleuchtungslinse 53 ist
dann mit ihrer optischen Achse parallel zur optischen Achse der
Objektivlinse 10 ausgerichtet montiert und so geformt,
dass das Licht, das in die Beleuchtungslinse 53 an einem weiter
von ihrer optischen Achse entfernten Punkt eintritt, mit einem größeren Winkel
gebrochen wird, wodurch es möglich
wird, jedes einfallende Licht auf einen einzigen Punkt zu fokussieren.Various configurations may be used to determine the angle of incidence of the illumination light with respect to the wafer 1 for each semiconductor light-emitting device 54 to change. Configuration examples are in 8A to 8C shown. In the example off 8A are the semiconductor light-emitting devices 54 in the manner of the substrate of the semiconductor light-emitting device array 51 attached so that their strongest illumination directions (the main illumination directions) are substantially parallel to each other. The illumination lens 53 is then with its optical axis parallel to the optical axis of the objective lens 10 mounted aligned and shaped so that the light entering the illumination lens 53 at a point farther from its optical axis, is refracted at a larger angle, thereby making it possible to focus each incident light on a single point.
Das
heißt,
dass das Beleuchtungslicht von der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54,
die an einer der optischen Achse der Objektivlinse 10 näheren Position
montiert ist, in die Beleuchtungslinse 53 an einem Punkt
näher an
ihrer optischen Achse (in radialer Richtung betrachtet) eintritt
und mit einem kleineren Winkel gebrochen wird, so dass der Einfallswinkel
auf den Wafer 1 kleiner (tiefer) wird. Im Gegensatz dazu
tritt das Beleuchtungslicht von der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54,
die an einer von der optischen Achse der Objektivlinse 10 weiter
entfernten Position montiert ist, in die Beleuchtungslinse 53 an
einem (in radialer Richtung betrachtet) von ihrer optischen Achse
weiter entfernten Punkt ein und wird durch die Beleuchtungslinse 53 mit
einem größeren Winkel
gebrochen, so dass der Einfallswinkel auf den Wafer 1 größer (flacher)
wird (θ1 > θ2). Auf diese Weise kann der
Einfallswinkel des Beleuchtungslichts in Bezug auf den Wafer 1 für jede lichtemittierende
Halbleitervorrichtung 54 geändert werden.That is, the illumination light from the semiconductor light-emitting device 54 attached to one of the optical axis of the objective lens 10 closer position, in the illumination lens 53 at a point closer to its optical axis (viewed in the radial direction) and is refracted at a smaller angle, so that the angle of incidence on the wafer 1 becomes smaller (deeper). In contrast, the illumination light emerges from the semiconductor light-emitting device 54 at one of the optical axis of the objective lens 10 is mounted more distant position, in the illumination lens 53 at a point farther from its optical axis (as seen in the radial direction) and passes through the illumination lens 53 Broken at a larger angle, allowing the angle of incidence on the wafer 1 becomes larger (flatter) (θ1> θ2). In this way, the angle of incidence of the illumination light with respect to the wafer 1 for each semiconductor light-emitting device 54 be changed.
In
dem Beispiel aus 8B ist der Winkel, den die Senkrechte
auf die Substratoberfläche
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 mit
der Prüfoberfläche des
Prüfgegenstands
bildet, für
jede lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 verändert, so
dass der Einfallswinkel des Beleuchtungslichts auf den Wafer 1 für in jede lichtemittierende
Halbleitervorrichtung 54 unterschiedlich ist.In the example off 8B is the angle that the perpendicular to the substrate surface of the semiconductor light-emitting device array 51 forms with the test surface of the test object, for each semiconductor light-emitting device 54 changed, so that the angle of incidence of the illumination light on the wafer 1 for each semiconductor light-emitting device 54 is different.
Wie
dargestellt ist jede lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 in
der Weise an dem Substrat montiert, dass ihre optische Achse mit
der Richtung der auf die Oberfläche
des Substrats der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 gefällten Senkrechten
zusammenfällt.
Das Substrat ist so geformt, dass der Winkel, den die Senkrechte auf
die Substratoberfläche
mit der Prüfoberfläche bildet
(das heißt
der Einfallswinkel des von der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 emittierten Lichts),
mit abnehmendem Abstand von der optischen Achse der Objektivlinse 10 abnimmt,
und so, dass der Winkel, den die Senkrechte mit der Prüfoberfläche bildet,
mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse der Objektivlinse 10 zunimmt
(θ1 > θ2).As illustrated, each semiconductor light-emitting device 54 mounted on the substrate such that its optical axis coincides with the direction of the surface of the substrate of the semiconductor light-emitting device array 51 collapsed vertical coincides. The substrate is shaped so that the angle, the vertical forms on the substrate surface with the test surface (that is, the angle of incidence of the light-emitting semiconductor device 54 emitted light) with decreasing distance from the optical axis of the objective lens 10 decreases, and so that the angle that forms the perpendicular with the test surface, with increasing distance from the optical axis of the objective lens 10 increases (θ1> θ2).
In
dem in 8C gezeigten Beispiel ist der Einfallswinkel
in Übereinstimmung
mit dem Abstand zwischen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 und
der optischen Achse der Objektivlinse 10 wie in dem Beispiel
aus 8A verändert,
während
das Substrat der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51,
an dem jede lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 montiert
ist, in der Weise geformt ist, dass der Winkel, den die Senkrechte
auf die Substratoberfläche
mit der optischen Achse der Beleuchtungslinse 53 bildet,
sich in Übereinstimmung mit
dem Abstand zwischen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 und
der optischen Achse der Objektivlinse 10 verändert (das
heißt
der Einfallswinkel des von der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 emittierten
Lichts, das in die Beleuchtungslinse 53 eintritt, verändert sich
in Übereinstimmung
mit dem Abstand zwischen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 und
der optischen Achse der Objektivlinse 10), wie in dem Beispiel
aus 8B.In the in 8C As shown, the incident angle is in accordance with the distance between the semiconductor light-emitting device 54 and the optical axis of the objective lens 10 as in the example 8A while the substrate of the semiconductor light-emitting device array 51 to which each semiconductor light-emitting device 54 is mounted, is formed in such a way that the angle that the perpendicular to the substrate surface with the optical axis of the illumination lens 53 forms in accordance with the distance between the semiconductor light-emitting device 54 and the optical axis of the objective lens 10 changed (that is, the angle of incidence of the light-emitting semiconductor device 54 emitted light into the illumination lens 53 occurs, varies in accordance with the distance between the semiconductor light-emitting device 54 and the optical axis of the objective lens 10 ), as in the example 8B ,
Indem
die Beleuchtungslinse 53 und die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 wie
vorstehend beschrieben aufgebaut werden, wird es möglich, den
Bereich zu vergrößern, über den
der Einfallswinkel auf den Prüfgegenstand
gemäß der Montageposition
jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 verändert wird;
dies dient dazu, die Abmessungen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 und
der Beleuchtungslinse 53 zu reduzieren. Dies bietet ferner
eine größere Freiheit
bei der Anbringung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51.By the illumination lens 53 and the semiconductor light-emitting device array 51 As described above, it becomes possible to increase the range over which the angle of incidence on the test object according to the mounting position of each semiconductor light-emitting device 54 is changed; this is to serve the dimensions of the semiconductor light-emitting device array 51 and the illumination lens 53 to reduce. This also provides greater freedom in mounting the semiconductor light-emitting device array 51 ,
Anschließend wird
unter Bezug auf 9 und 10 beschrieben,
wie die Lichtemission jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 während der
Prüfung
der Halbleiteroberfläche
gesteuert wird, wenn die Oberfläche
des Prüfgegenstands
mit der Objektivlinse gescannt wird. 9 zeigt
eine Draufsicht des Halbleiter-Wafers als den Prüfgegenstand und eine vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts des Wafers. Teil (A) von 9 zeigt
die Draufsicht und Teil (B) zeigt die vergrößerte Ansicht. 10 zeigt ein
Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung,
wie die Lichtemission jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 gesteuert
wird, wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 gescannt
wird.Subsequently, referring to 9 and 10 how the light emission of each semiconductor light-emitting device 54 during the examination of the semiconductor surface is controlled when the surface of the test object is scanned with the objective lens. 9 FIG. 12 shows a plan view of the semiconductor wafer as the test object and an enlarged view of a portion of the wafer. FIG. Part (A) of 9 shows the top view and part (B) shows the enlarged view. 10 FIG. 11 is a timing chart for explaining how the light emission of each semiconductor light-emitting device. FIG 54 is controlled when the field of view of the objective lens 10 is scanned.
Wie 9(A) zeigt, sind auf dem Halbleiter-Wafer 1 eine
Vielzahl von Halbleiterplättchen 91 hergestellt,
auf denen Schaltungsmuster gebildet sind. Ferner sind, wie 9(B) zeigt, verschiedene Arten von Mustern
aufweisende Bereiche auf jedem Halbleiterplättchen 91 gebildet;
hier sei der Fall betrachtet, bei dem der Azimutwinkel des Beleuchtungslichts
durch Steuerung der Lichtemission jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 geändert wird,
wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 über den
Bereich 92 in Richtung des in 10 gezeigten Pfeils
gescannt wird. In dem Beispiel aus 10 sind Bereiche 71 bis 74 mit
Verdrahtungsmustern, die in verschiedenen Azimutwinkeln ausgerichtet
sind, innerhalb des Bereichs 92 gebildet; der Azimutwinkel des
Verdrahtungsmusters in dem Bereich 71 ist 0°, der Azimutwinkel
in dem Bereich 72 ist 45°,
der Azimutwinkel in dem Bereich 73 ist 90° und der
Azimutwinkel in dem Bereich 74 ist 135°.As 9 (A) shows are on the semiconductor wafer 1 a variety of semiconductor dies 91 made on which circuit patterns are formed. Furthermore, how are 9 (B) shows different types of patterned areas on each die 91 educated; Here, consider the case where the azimuth angle of the illumination light is controlled by controlling the light emission of each semiconductor light-emitting device 54 is changed when the field of view of the objective lens 10 over the area 92 in the direction of in 10 Scanned arrow is scanned. In the example off 10 are areas 71 to 74 with wiring patterns aligned at different azimuth angles, within the range 92 educated; the azimuth angle of the wiring pattern in the area 71 is 0 °, the azimuth angle in the range 72 is 45 °, the azimuth angle in the range 73 is 90 ° and the azimuth angle is in the range 74 is 135 °.
11 ist
eine Darstellung, die die Anordnung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 in
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 zeigt,
die in dem Beispiel aus 10 verwendet
wird. Die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 aus 11 hat
die gleiche Konfiguration wie die in 4C gezeigte
lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51. Hier
sind die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 in
vier Gruppen eingeteilt, das heißt eine Gruppe 55 (Azimutwinkel
0°), eine
Gruppe 56 (Azimutwinkel 45°), eine Gruppe 57 (Azimutwinkel
90°) und
eine Gruppe 58 (Azimutwinkel 135°), jeweils entsprechend dem
Azimutwinkel, mit dem der Wafer 1 beleuchtet wird. 11 FIG. 15 is a diagram showing the arrangement of the semiconductor light-emitting devices. FIG 54 in the semiconductor light-emitting device array 51 shows that in the example 10 is used. The semiconductor light-emitting device array 51 out 11 has the same configuration as the one in 4C shown semiconductor light emitting device array 51 , Here are the semiconductor light-emitting devices 54 divided into four groups, that is a group 55 (Azimuth angle 0 °), a group 56 (Azimuth angle 45 °), a group 57 (Azimuth angle 90 °) and a group 58 (Azimuth angle 135 °), respectively corresponding to the azimuth angle with which the wafer 1 is illuminated.
Wenn
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 die Position x1 auf
dem Wafer 1 erreicht und somit in den Bereich 71 eintritt,
erfasst der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 auf der Grundlage
der von dem Objekttisch-Steuerabschnitt 43 ausgegebenen
Positionsinformationen, dass die Position x1 auf dem Wafer 1 in das
Sichtfeld der Objektivlinse 10 gekommen ist. Dann erhält der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 von
den in dem Speicherabschnitt 62 gespeicherten vorrichtungsspezifischen
Informationen die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe 55,
die zum Beleuchten des Bereichs 71 geeignet ist. Alternativ ruft
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus den vorrichtungsspezifischen
Informationen den Azimutwinkel (0°)
des zum Beleuchten des Bereichs 71 geeigneten Beleuchtungslichts
ab und wählt
die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe 55,
die das Beleuchtungslicht abgibt, das mit dem auf diese Weise abgerufenen
Azimutwinkel übereinstimmt.
Alternativ ruft der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus
den vorrichtungsspezifischen Informationen den Azimutwinkel (0°) des Verdrahtungsmusters
in dem Bereich 71 ab, erhält den Azimutwinkel (0°) des zum Beleuchten
des dergestalt ausgerichteten Verdrahtungsmusters geeigneten Beleuchtungslichts
und wählt
die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe 55 aus,
die das Beleuchtungslicht abgibt, das mit dem auf diese Weise erhaltenen
Azimutwinkel übereinstimmt.When the field of view of the objective lens 10 the position x1 on the wafer 1 achieved and thus in the area 71 enters, detects the light emission control section 52 on the basis of the stage control section 43 output position information that the position x1 on the wafer 1 in the field of view of the objective lens 10 has come. Then, the light emission control section obtains 52 from those in the storage section 62 stored device-specific information, the semiconductor light-emitting device group 55 To the lighting of the area 71 suitable is. Alternatively, the light emission control section calls 52 from the device-specific information, the azimuth angle (0 °) of the illuminating area 71 suitable illumination light and selects the semiconductor light-emitting device group 55 which emits the illuminating light coinciding with the azimuth angle thus obtained. Alternatively, the light emission control section calls 52 from the device-specific information, the azimuth angle (0 °) of the wiring pattern in the area 71 , obtains the azimuth angle (0 °) of the illuminating light suitable for illuminating the thus aligned wiring pattern, and selects the semiconductor light-emitting device group 55 which outputs the illuminating light coincident with the azimuth angle thus obtained.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 gibt ein Befehlssignal
zum Einschalten der Gruppe 55 an den Ansteuerabschnitt 82 für die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
ab, der die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 einschaltet,
die zu der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe 55 gehören. Solange
dann das Sichtfeld der Objektivlinse 10 innerhalb des Bereichs 71 angeordnet
ist, fährt der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 fort, die Gruppe 55 auszuwählen, und
die zu dieser Gruppe gehörenden
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 emittieren
kontinuierlich Licht.The light emission control section 52 gives a command signal to turn on the group 55 to the drive section 82 for the semiconductor light-emitting devices incorporating the semiconductor light-emitting devices 54 turning on the light-emitting semiconductor device group 55 belong. As long as the field of view of the objective lens 10 within the range 71 is arranged, the light emission control section moves 52 away, the group 55 and the semiconductor light-emitting devices belonging to this group 54 emit light continuously.
Wenn
anschließend
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 sich relativ zu dem
Wafer 1 bewegt und die Position x2 erreicht, erfasst der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus den in dem Speicherabschnitt 62 gespeicherten
vorrichtungsspezifischen Informationen, dass dieser Bereich ein
Peripheriebereich ist und beendet die Auswahl der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54,
die zu der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe 55 gehören, und schaltet
sie ab.If subsequently the field of view of the objective lens 10 relative to the wafer 1 and reaches the position x2, the light emission control section detects 52 from those in the storage section 62 stored device-specific information that this area is a peripheral area and terminates the selection of the semiconductor light-emitting devices 54 belonging to the semiconductor light-emitting device group 55 belong and turn them off.
Wenn
dann das Sichtfeld der Objektivlinse 10 die Position x3
erreicht und somit in den Bereich 72 eintritt, erfährt der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus den vorrichtungsspezifischen
Informationen die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe 56,
die zum Beleuchten des Bereichs 72 geeignet ist. Alternativ
ruft der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus den vorrichtungsspezifischen
Informationen den Azimutwinkel (45°) des zum Beleuchten des Bereichs 72 geeigneten
Beleuchtungslichts ab und wählt
die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe 56,
die das Beleuchtungslicht abgibt, das mit dem auf diese Weise abgerufenen
Azimutwinkel übereinstimmt.
Alternativ ruft der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus
den vorrichtungsspezifischen Informationen den Azimutwinkel (45°) des Verdrahtungsmusters
in dem Bereich 72 ab, erhält den Azimutwinkel (45°) des zum
Beleuchten des so ausgerichteten Verdrahtungsmusters geeigneten
Beleuchtungslichts und wählt
die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe 56 aus,
die das Beleuchtungslicht abgibt, das mit dem auf diese Weise erhaltenen
Azimutwinkel übereinstimmt.If then the field of view of the objective lens 10 reached the position x3 and thus in the area 72 occurs, the light emission control section learns 52 from the device-specific information, the semiconductor light-emitting device group 56 To the lighting of the area 72 suitable is. Alternatively, the light emission control section calls 52 From the device-specific information, the azimuth angle (45 °) of the illuminating area 72 suitable illumination light and selects the semiconductor light-emitting device group 56 which emits the illuminating light coinciding with the azimuth angle thus obtained. Alternatively, the light emission control section calls 52 from the device-specific information, the azimuth angle (45 °) of the wiring pattern in the area 72 receives the azimuth angle (45 °) of the illuminating light suitable for illuminating the thus aligned wiring pattern, and selects the semiconductor light-emitting device group 56 which outputs the illuminating light coincident with the azimuth angle thus obtained.
In
entsprechender Weise schaltet der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 dann, wenn
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in einen Peripheriebereich eintritt,
die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 ab, und
wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in den Bereich 72 eintritt,
schaltet der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die zu der
Gruppe 57 gehörenden
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 ein; dann,
wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in den Bereich 74 eintritt,
werden die zu der Gruppe 58 gehörenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 eingeschaltet.Similarly, the light emission control section switches 52 then, if the field of view of the objective lens 10 enters a peripheral region, the semiconductor light-emitting devices 54 off, and if the field of view of the objective lens 10 in the area 72 enters, the light emission control section switches 52 to the group 57 belonging to semiconductor light-emitting devices 54 one; then, if the field of view of the objective lens 10 in the area 74 enter, become the group 58 belonging to semiconductor light-emitting devices 54 switched on.
Mit
dem vorstehend beschriebenen Betriebsablauf kann der Azimutwinkel
des Beleuchtungslichts während
der Oberflächenprüfung verändert werden, indem
die einzuschaltende lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe in Übereinstimmung
mit der Position des Halbleiter-Wafers 1 gewechselt wird,
die innerhalb des Sichtfelds der Objektivlinse 10 liegt, das über den
Wafer gescannt wird. Der Einfallswinkel des Beleuchtungslichts oder
die Wellenlänge
des Beleuchtungslichts können
ebenfalls durch Wechseln der einzuschaltenden lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Gruppe in der gleichen Weise wie vorstehend
beschrieben geändert
werden.With the operation described above, the azimuth angle of the illumination light during the surface inspection can be changed by turning on the semiconductor light-emitting device group to be turned on in accordance with the position of the semiconductor wafer 1 is changed within the field of view of the objective lens 10 which is scanned over the wafer. The incident angle of the illumination light or the wavelength of the illumination light may also be changed by changing the semiconductor light-emitting device group to be turned on in the same manner as described above.
In
dem Beispiel der Umschaltung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe,
das in 10 gezeigt ist, wurde beschrieben,
dass der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 alle
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppen 55 bis 58 abschaltet,
wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in dem Peripheriebereich
angeordnet ist, aber alternativ kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 so
konfiguriert sein, dass alle lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppen 55 bis 58 eingeschaltet
werden, wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in dem Peripheriebereich
angeordnet ist.In the example of switching of the semiconductor light-emitting device group shown in FIG 10 It has been described that the light emission control section 52 all semiconductor light emitting device groups 55 to 58 turns off when the field of view of the objective lens 10 is disposed in the peripheral region, but alternatively, the light emission control section 52 be configured so that all light-emitting semiconductor device groups 55 to 58 be turned on when the field of view of the objective lens 10 is arranged in the peripheral area.
Ferner
wurde in dem vorstehenden Konfigurationsbeispiel beschrieben, dass
der Lichtemissions-Steuerabschnitt konstant von dem Objekttisch-Steuerabschnitt 43 die
Positions-Triggerinformationen abruft, die die gegenwärtige Position
des beweglichen Objekttisches 41 anzeigen, auf der Grundlage
der Positionsinformationen die vorrichtungsspezifischen Informationen
für den
Bereich abruft, in dem sich das Sichtfeld der Objektivlinse gegenwärtig befindet,
und fortfährt,
die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe auszuwählen, die
mit dem gegenwärtigen
Bereich übereinstimmt,
aber alternativ kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt auf der Grundlage der
gegenwärtigen
Position des beweglichen Objekttisches 41 und der vorrichtungsspezifischen
Informationen ein Trigger-Signal zum Verändern der einzuschaltenden
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe erzeugen und der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 kann
die einzuschaltende lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe in Übereinstimmung
mit dem Trigger-Signal wechseln.Further, in the above configuration example, it has been described that the light emission control section is constant from the stage control section 43 the position trigger information retrieves the current position of the moving stage 41 on the basis of the position information retrieves the device-specific information for the area in which the field of view of the objective lens is currently located, and continues to select the semiconductor light-emitting device group that coincides with the current area, but alternatively, the light-emission control section the basis of the current position of the movable stage 41 and the device-specific information generates a trigger signal for changing the semiconductor light-emitting device group to be turned on, and the light-emission control section 52 For example, the semiconductor light-emitting device group to be turned on may change in accordance with the trigger signal.
12 ist
eine schematische Darstellung, die die Konfiguration einer Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Konfiguration der Vorrichtung 101 zur
Prüfung
einer Halbleiteroberfläche
gemäß dieser
Ausführungsform
unterscheidet sich von derjenigen der Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
dadurch, dass eine Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
eingeschlossen ist, die eine Hellfeld-Lichtquelle 21, Beleuchtungslinsen 22 und 23 zum
Konvergieren des von der Hellfeld-Lichtquelle 21 ausgestrahlten
Beleuchtungslichts und einen Strahlteiler 24 zum Reflektieren
des Beleuchtungslichts aufweist. 12 FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of a semiconductor surface inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. The configura tion of the device 101 for inspecting a semiconductor surface according to this embodiment differs from that of the semiconductor surface inspection device according to the first embodiment in that a bright field illuminator is included which is a bright field light source 21 , Lighting lenses 22 and 23 for converging the from the bright field light source 21 emitted illumination light and a beam splitter 24 for reflecting the illumination light.
Die
vorliegende Ausführungsform
wird unter anderem in vorteilhafter Weise für die Oberflächenprüfung eines
Prüfgegenstands,
wie zum Beispiel eines Halbleiter-Wafers eingesetzt, der einen Musterbereich
mit hoher Dichte, wie zum Beispiel einen Speicherzellenbereich (Zellenbereich),
und einen Musterbereich mit niedriger Dichte, wie zum Beispiel dessen
Logikschaltungsbereich oder Peripherieschaltungsbereich (Peripheriebereich)
aufweist und bei dem dann, wenn die gesamte Oberfläche des Prüfgegenstands
mit der gleichen Lichtmenge beleuchtet wird, der Helligkeitsunterschied
zwischen den verschiedenen Bereichen groß wird. Die folgende Beschreibung
erfolgt anhand eines Beispiels eines Prüfgegenstands, bei dem es sich
um einen Halbleiter-Wafer 1 handelt,
der einen Zellenbereich und eine Logikschaltungsbereich oder Peripheriebereich
hat.Among other things, the present embodiment is advantageously used for surface inspection of a test article such as a semiconductor wafer having a high-density pattern region such as a memory cell region (cell region) and a low-density pattern region such as its logic circuit area or peripheral circuit area (peripheral area) and in which when the entire surface of the test object is illuminated with the same amount of light, the brightness difference between the different areas becomes large. The following description will be made by way of an example of a test item which is a semiconductor wafer 1 which has a cell area and a logic circuit area or peripheral area.
Das
von der Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung erzeugte Beleuchtungslicht
wird auf einen gegebenen Pegel eingestellt, der zum Erfassen eines
Bildes des Logikschaltungsbereichs oder Peripheriebereichs geeignet
ist. Unter dieser Beleuchtung ist das von dem Zellenbereich erfasste
Bild dunkel und die Fehlererfassungsempfindlichkeit für den Zellenbereich
nimmt ab.The
illumination light generated by the bright field illumination device
is set to a given level, which is used to detect a
Image of the logic circuit area or peripheral area
is. Under this illumination, this is covered by the cell area
Picture is dark and the error detection sensitivity for the cell area
decreases.
Wenn
der Wafer 1 mit der Abbildungseinrichtung 31 durch
Bewegen des beweglichen Objekttisches 41 gescannt wird,
führt der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 eine Steuerung durch,
so dass dann, wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 innerhalb
des Logikschaltungsbereichs oder Peripheriebereichs auf dem Wafer 1 angeordnet
ist, die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 abgeschaltet
wird, aber dann, wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 innerhalb
des Zellenbereichs angeordnet ist, die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 eingeschaltet
wird. Das heißt, dass
dann, wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 innerhalb
des Zellenbereichs angeordnet ist, das von der Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
erzeugte Beleuchtungslicht und das von der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 erzeugte
Beleuchtungslicht gleichzeitig auf den Prüfgegenstand projiziert werden
und das Bild des auf diese Weise beleuchteten Prüfgegenstands von der Abbildungseinrichtung 31 erfasst
wird.If the wafer 1 with the imaging device 31 by moving the movable stage 41 is scanned, the light emission control section performs 52 a control through, so that if the field of view of the objective lens 10 within the logic circuit area or peripheral area on the wafer 1 is disposed, the semiconductor light-emitting device array 51 is turned off, but then when the field of view of the objective lens 10 is disposed within the cell area, the semiconductor light-emitting device array 51 is turned on. That is, if that is the field of view of the objective lens 10 is arranged within the cell area, the illumination light generated by the bright field illumination device and that of the semiconductor light-emitting device array 51 generated illumination light can be simultaneously projected onto the test object and the image of the thus-illuminated test object from the imaging device 31 is detected.
Indem
die Lichtemission der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 auf
diese Weise in Abhängigkeit
davon gesteuert wird, ob das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in
dem Zellenbereich oder in dem Peripheriebereich befindlich ist,
kann ein Bild, das durch Kombinieren des Bildes des Logikschaltungsbereichs
oder des Peripheriebereichs, das unter Hellfeld-Beleuchtung erhalten wurde, mit dem Bild
des Zellenbereichs, das unter Hellfeld-Beleuchtung erhalten wurde,
während
Fehler durch Dunkelfeld-Beleuchtung verstärkt wurden, in einem einzelnen
Abtastvorgang durch die einzelne Abbildungseinrichtung 31 erfasst
werden und die Fehlererfassungsempfindlichkeit für den Zellenbereich kann verbessert
werden.By controlling the light emission of the semiconductor light-emitting device array 51 is controlled in this way depending on whether the field of view of the objective lens 10 is located in the cell area or in the peripheral area, an image obtained by combining the image of the logic circuit area or the peripheral area obtained under bright field illumination with the image of the cell area obtained under bright field illumination while failing by Dark field illumination were amplified in a single scan by the individual imaging device 31 can be detected and the error detection sensitivity for the cell area can be improved.
Genauer
ausgedrückt
erfasst der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die
Positionsinformationen des beweglichen Objekttisches 41,
die konstant von dem Objekttisch-Steuerabschnitt 43 ausgegeben werden.
Die in dem Speicherabschnitt 62 gespeicherten vorrichtungsspezifischen
Informationen enthalten Tabelleninformationen, in welchen jeder Prüfabschnitt
auf dem Wafer 1 Informationen zugeordnet ist, die die Dichte
des auf dem Prüfabschnitt gebildeten
Musters betreffen. Der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 liest
den Speicherabschnitt 62 aus, um die vorrichtungsspezifischen
Informationen abzurufen, die den innerhalb des Sichtfelds der Objektivlinse 10 befindlichen
Prüfabschnitt
betreffen. Dann wird, wenn die dem Prüfabschnitt zugehörige Musterdichte
niedriger ist als ein gegebener Dichte-Schwellenwert, die lichtemittierende
Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 abgeschaltet, aber
dann, wenn die Dichte niedriger als der gegebene Dichte-Schwellenwert ist,
wird die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 eingeschaltet.More specifically, the light emission control section detects 52 the position information of the movable stage 41 which is constant from the stage control section 43 be issued. The in the memory section 62 stored device-specific information includes table information in which each test section on the wafer 1 Assigned information related to the density of the pattern formed on the Prüfabschnitt. The light emission control section 52 reads the memory section 62 to retrieve the device-specific information that is within the field of view of the objective lens 10 refer to the relevant test section. Then, when the pattern density associated with the test section is lower than a given density threshold, the semiconductor light-emitting device array becomes 51 is turned off, but when the density is lower than the given density threshold, the semiconductor light-emitting device array becomes 51 switched on.
Die
in dem Speicherabschnitt 62 gespeicherten vorrichtungsspezifischen
Informationen können als
Informationstabelle gespeichert sein, in welcher jedem Prüfabschnitt
auf dem Wafer 1 Flag-Informationen zugeordnet sind, um
zu identifizieren, ob der Prüfabschnitt
ein Zellenbereich, ein Logikschaltungsbereich oder ein Peripheriebereich
ist. In diesem Fall liest der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 den
Speicherabschnitt 62 aus, um die den Prüfabschnitt, der im Sichtfeld
der Objektivlinse 10 befindlich ist, betreffenden vorrichtungsspezifischen
Informationen abzurufen. Wenn dann die dem Prüfabschnitt zugehörigen Flag-Informationen
einen Logikschaltungsbereich oder einen Peripheriebereich anzeigen,
wird die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 abgeschaltet,
wohingegen dann, wenn die Flag-Informationen
einen Zellenbereich anzeigen, die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 eingeschaltet
wird.The in the memory section 62 stored device-specific information may be stored as an information table in which each test section on the wafer 1 Flag information is assigned to identify whether the test section is a cell area, a logic circuit area or a peripheral area. In this case, the light emission control section reads 52 the memory section 62 off to the the test section, in the field of view of the objective lens 10 to retrieve relevant device-specific information. Then, when the flag information associated with the check section indicates a logic circuit area or a peripheral area, the semiconductor light-emitting device array becomes 51 when the flag information indicates a cell area, the semiconductor light-emitting device array 51 is turned on.
Alternativ
können
die in dem Speicherabschnitt 62 gespeicherten vorrichtungsspezifischen
Informationen als Informationstabelle gespeichert sein, in welcher
jedem Prüfabschnitt
auf dem Wafer 1 Flag-Informationen zugeordnet sind, die
einfach anzeigen, ob die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 für diesen
Prüfabschnitt
einzuschalten oder auszuschalten ist. In diesem Fall liest der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 den
Speicherabschnitt 62 aus, um die vorrichtungsspezifischen
Informationen abzurufen, die den im Sichtfeld der Objektivlinse 10 befindlichen
Prüfabschnitt
betreffen. Dann wird die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 in Übereinstimmung
mit den vorrichtungsspezifischen Informationen eingeschaltet oder
ausgeschaltet.Alternatively, those in the storage section 62 stored device-specific information stored as an information table, in which each test section on the wafer 1 Associated with flag information that simply indicates whether the semiconductor light-emitting device array 51 Turning on or off for this test section is. In this case, the light emission control section reads 52 the memory section 62 to retrieve the device-specific information that is in the field of view of the objective lens 10 refer to the relevant test section. Then, the semiconductor light-emitting device array becomes 51 turned on or off in accordance with the device-specific information.
Der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 kann die Steuerung so
durchführen,
dass er die Hellfeld-Lichtquelle 21 abschaltet, wenn die
lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 eingeschaltet
ist. Das heißt,
dass die Beleuchtungseinrichtung so umgeschaltet werden kann, dass
nur der Logikschaltungsbereich oder der Peripheriebereich mit Hellfeld-Beleuchtung
beleuchtet werden, und so, dass nur der Zellenbereich mit Dunkelfeld-Beleuchtung
beleuchtet wird, indem die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 eingeschaltet wird.The light emission control section 52 can perform the control so that it is the bright field light source 21 turns off when the semiconductor light-emitting device array 51 is turned on. That is, the illuminator can be switched to illuminate only the logic circuit area or the peripheral area with bright field illumination, and so that only the cell area is illuminated with dark field illumination by the semiconductor light-emitting device array 51 is turned on.
Alternativ
kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die Steuerung
so durchführen,
dass der Logikschaltungsbereich oder der Peripheriebereich ebenfalls
durch Einschalten der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 zusätzlich zu der
Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung beleuchtet werden.Alternatively, the light emission control section may 52 perform the control so that the logic circuit region or the peripheral region also by turning on the semiconductor light-emitting device array 51 be illuminated in addition to the bright field illumination device.
Ferner
können
die vorrichtungsspezifischen Informationen wie bei den für die lichtemittierenden Vorrichtungen
spezifischen Informationen bei der vorstehend beschriebenen ersten
Ausführungsform eine
Informationstabelle enthalten, in welcher jeder Prüfabschnitt
innerhalb des Zellenbereichs oder Logikschaltungsbereichs oder Peripheriebereichs
den lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 zugeordnet
ist, die zur Beleuchtung des Prüfabschnitts auszuwählen sind.Further, in the above-described first embodiment, the device-specific information as in the light-emitting device-specific information may include an information table in which each check section within the cell area or logic circuit area or peripheral area corresponds to the semiconductor light-emitting devices 54 is assigned, which are to be selected for illumination of the test section.
Wenn
dann der Prüfabschnitt
innerhalb des Zellenbereichs oder des Logikschaltungsbereichs oder
Peripheriebereichs mit der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 beleuchtet wird,
kann der Lichtemissions- Steuerabschnitt 52 wie bei
der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform die Steuerung so
ausführen,
dass auf der Grundlage der vorrichtungsspezifischen Informationen
geeignete lichtemittierende Halbleitervorrichtungen 54 aus
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 ausgewählt werden
und die ausgewählten
lichtemittierenden Vorrichtungen eingeschaltet werden.Then, when the test section within the cell area or the logic circuit area or peripheral area with the semiconductor light-emitting device array 51 is illuminated, the light emission control section 52 Like in the first embodiment described above, the control is performed so that suitable semiconductor light-emitting devices based on the device-specific information 54 from the semiconductor light-emitting device array 51 are selected and the selected light-emitting devices are turned on.
Ferner
können
die vorrichtungsspezifischen Informationen wie bei den für die lichtemittierenden Vorrichtungen
spezifischen Informationen bei der vorstehend beschriebenen ersten
Ausführungsform eine
Informationstabelle enthalten, in welcher jedem Prüfabschnitt
innerhalb des Zellenbereichs oder des Logikschaltungsbereichs oder
des Peripheriebereichs der Einfallswinkel, der Azimutwinkel und
die Emissionswellenlänge
des zur Beleuchtung des Prüfabschnitts
geeigneten Beleuchtungslichts zugeordnet sind.Further
can
the device-specific information as for the light-emitting devices
specific information in the first described above
Embodiment one
Information table containing in which each test section
within the cell area or the logic circuit area or
of the peripheral region of the angles of incidence, the azimuth angle and
the emission wavelength
for illuminating the test section
associated with appropriate illumination light.
In
diesem Fall kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 bei
der Beleuchtung des Prüfabschnitts
innerhalb des Zellenbereichs oder des Logikschaltungsbereichs oder
des Peripheriebereichs durch die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 wie
auch bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
die Steuerung in der Weise durchführen, dass auf der Grundlage der
vorrichtungsspezifischen Informationen und der Attributinformationen
der lichtemittierenden Vorrichtung diejenigen lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen 54, die hinsichtlich Einfallswinkel,
Azimutwinkel und Emissionswellenlänge des zur Beleuchtung des
Prüfabschnitts
geeigneten Beleuchtungslichts übereinstimmen,
aus der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 ausgewählt werden und
die ausgewählten
lichtemittierenden Vorrichtungen eingeschaltet werden.In this case, the light emission control section 52 in illuminating the test section within the cell area or the logic circuit area or the peripheral area by the semiconductor light-emitting device array 51 As in the first embodiment described above, the control is performed such that, based on the device-specific information and the attribute information of the light-emitting device, those semiconductor light-emitting devices 54 which are coincident with the semiconductor light-emitting device arrangement in terms of incident angle, azimuth angle and emission wavelength of the illuminating light suitable for illuminating the test section 51 are selected and the selected light-emitting devices are turned on.
Ferner
können
die vorrichtungsspezifischen Informationen wie bei den für die lichtemittierenden Vorrichtungen
spezifischen Informationen bei der vorstehend beschriebenen ersten
Ausführungsform eine
Informationstabelle enthalten, in welcher jedem Prüfabschnitt
innerhalb des Zellenbereichs oder des Logikschaltungsbereichs oder
des Peripheriebereichs Attributinformationen des auf dem Prüfabschnitt
gebildeten Musters zugeordnet sind, wie zum Beispiel der Wiederholungsabstand
des auf dem Prüfabschnitt
gebildeten Wiederholungsmusters, der Verdrahtungsabstand des Verdrahtungsmusters,
die Ausrichtung des Linienmusters in der Ebene des Wafers 1 oder
das das Muster bildende Material.Further, in the above-described first embodiment, the device-specific information as in the light-emitting device specific information may include an information table in which attribute information of the pattern formed on the test section is assigned to each test section within the cell area or the logic circuit area or the peripheral area, such as, for example the repetition distance of the repetitive pattern formed on the test section, the wiring pitch of the wiring pattern, the orientation of the line pattern in the plane of the wafer 1 or the material forming the pattern.
In
diesem Fall kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 bei
der Beleuchtung des Prüfabschnitts
innerhalb des Zellenbereichs oder des Logikschaltungsbereichs oder
des Peripheriebereichs durch die lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51,
wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, auf der Grundlage
der vorrichtungsspezifischen Informationen die Attributinformationen
des auf dem Prüfabschnitt
gebildeten Musters abrufen, den Einfallswinkel, den Azimutwinkel
und die Emissionswellenlänge
des Beleuchtungslichts erfassen, die mit den Attributinformationen übereinstimmen,
und auf der Grundlage der Attributinformationen der lichtemittierenden
Vorrichtungen die einzuschaltenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 aus
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung 51 auswählen.In this case, the light emission control section 52 in illuminating the test section within the cell area or the logic circuit area or the peripheral area by the semiconductor light-emitting device array 51 As in the above-described first embodiment, on the basis of the device-specific information, retrieve the attribute information of the pattern formed on the test section, the angle of incidence, the azimuth angle, and the emission wavelength of the Be detecting illumination lights that match the attribute information, and based on the attribute information of the light-emitting devices, the semiconductor light-emitting devices to be turned on 54 from the semiconductor light-emitting device array 51 choose.
Ferner
kann wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 so konfiguriert sein,
dass er die Menge der Lichtemission jeder ausgewählten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 individuell variiert,
indem der Ansteuerstrom der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 verändert wird.
Ferner kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 auch
so konfiguriert sein, dass er jede einzelne lichtemittierende Halbleitervorrichtung 54 oder
eine Gruppe von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 auswählt, die
den gleichen Einfallswinkel, die gleiche Emissionswellenlänge oder
den gleichen Beleuchtungs-Azimutwinkel
haben, und die Menge der Lichtemission der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 oder
der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Gruppe variieren,
indem der Ansteuerstrom derselben variiert wird.Further, as in the first embodiment described above, the light emission control section 52 be configured to control the amount of light emission of each selected semiconductor light-emitting device 54 individually varies by the driving current of the semiconductor light-emitting device 54 is changed. Further, the light emission control section may 52 also be configured to include each individual semiconductor light-emitting device 54 or a group of semiconductor light-emitting devices 54 which have the same angle of incidence, the same emission wavelength or the same illumination azimuth angle, and the amount of light emission of the semiconductor light-emitting device 54 or the semiconductor light-emitting device group may vary by varying the driving current thereof.
13 ist
ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung,
wie die Lichtemission der Hellfeld-Lichtquelle 21 und der
lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 gesteuert
wird, wenn die Oberfläche
des Bereichs 92 auf dem Halbleiter-Wafer 1 geprüft wird,
der Zellenbereiche, Logikschaltungsbereiche und Peripheriebereiche
hat. Die Zellenbereiche 71 und 72 enthalten Verdrahtungsmuster,
die mit Azimutwinkeln von 0° und
45° jeweils
gebildet sind, während
die Bereiche 75 und 76 Logikschaltungsbereiche
sind. 13 Fig. 11 is a timing chart for explanation of how the light emission of the bright field light source 21 and the semiconductor light-emitting devices 54 is controlled when the surface of the area 92 on the semiconductor wafer 1 is checked, which has cell areas, logic circuit areas and peripheral areas. The cell areas 71 and 72 include wiring patterns that are formed with azimuth angles of 0 ° and 45 °, respectively, while the ranges 75 and 76 Logic circuit areas are.
Hier
sei der Fall betrachtet, in dem der Azimutwinkel des Beleuchtungslichts
verändert
wird, indem die Lichtemission jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 54 gesteuert
wird und zwischen Hellfeld-Beleuchtung und Dunkelfeld-Beleuchtung umgeschaltet
wird, wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in Pfeilrichtung über den
Wafer 1 gescannt wird. Die Anordnung der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen 54 ist gleich der in 11 gezeigten.Here, consider the case where the azimuth angle of the illumination light is changed by the light emission of each semiconductor light-emitting device 54 is controlled and switched between bright field illumination and dark field illumination when the field of view of the objective lens 10 in the direction of the arrow over the wafer 1 is scanned. The arrangement of the semiconductor light-emitting devices 54 is the same in 11 shown.
Bevor
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 die Position x1 auf
dem Wafer 1 erreicht, das heißt, wenn das Sichtfeld in dem
Peripheriebereich befindlich ist, erfasst der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die Musterdichte
des Peripheriebereichs aus den vorrichtungsspezifischen Informationen,
die in dem Speicherabschnitt 62 gespeichert sind, und wählt die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
als die für
die Musterdichte geeignete Beleuchtung aus. Alternativ erkennt der
Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus den vorrichtungsspezifischen
Informationen, dass das Sichtfeld der Objektivlinse 10 gegenwärtig in
dem Peripheriebereich befindlich ist, und wählt die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
als die zur Beleuchtung des Peripheriebereichs geeignete Beleuchtung aus.Before the field of view of the objective lens 10 the position x1 on the wafer 1 that is, when the field of view is in the peripheral area, the light emission control section detects 52 the pattern density of the peripheral area from the device-specific information stored in the memory section 62 are stored, and selects the bright-field illumination device as the pattern-density-suitable illumination. Alternatively, the light emission control section detects 52 from the device-specific information that the field of view of the objective lens 10 currently in the peripheral area, and selects the bright-field illumination device as the illumination suitable for illuminating the peripheral area.
Dann
gibt der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 ein Befehlssignal
an den Ansteuerabschnitt 82 für die lichtemittierenden Vorrichtungen
ab, um die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
einzuschalten, während
alle lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 54 ausgeschaltet
bleiben, und der Ansteuerabschnitt 82 für die lichtemittierenden Vorrichtungen
schaltet somit nur die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung ein.Then, the light emission control section outputs 52 a command signal to the drive section 82 for the light-emitting devices to turn on the bright-field illumination device, while all semiconductor light-emitting devices 54 remain off, and the drive section 82 for the light emitting devices thus only the bright field illumination device turns on.
Wenn
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 die Position x1 auf
dem Wafer 1 erreicht und somit in den Bereich 71 eintritt,
ruft der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52, der diese Situation
erfasst, die Musterdichte des Bereichs 71 aus den in dem
Speicherabschnitt 62 gespeicherten vorrichtungsspezifischen
Informationen ab und wählt
die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung (lichtemittierende Halbleitervorrichtungen 54)
als die für
diese Musterdichte geeignete Beleuchtung aus. Alternativ erkennt
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus den vorrichtungsspezifischen
Informationen, dass der Bereich 71 ein Zellenbereich ist,
und wählt
die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung
als die zur Beleuchtung des Zellenbereichs geeignete Beleuchtung
aus. Dann wird in der gleichen Weise wie vorstehend unter Bezug
auf 10 beschrieben diejenige lichtemittierende Halbleitervorrichtungs-Gruppe 55,
die das Beleuchtungslicht abgibt, das den zum Beleuchten des Bereichs 71 geeigneten
Azimutwinkel hat, auf der Grundlage der vorrichtungsspezifischen
Informationen ausgewählt, die
in dem Speicherabschnitt 62 gespeichert sind, und die ausgewählte Vorrichtungsgruppe
wird eingeschaltet, während
die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
abgeschaltet wird.When the field of view of the objective lens 10 the position x1 on the wafer 1 achieved and thus in the area 71 enters, the light emission control section calls 52 grasping this situation, the pattern density of the area 71 from those in the storage section 62 stored device-specific information and selects the dark field illumination device (semiconductor light-emitting devices 54 ) as the illumination suitable for this pattern density. Alternatively, the light emission control section detects 52 from the device-specific information that the area 71 is a cell area, and selects the dark field illumination device as the illumination suitable for illuminating the cell area. Then, in the same manner as above with reference to 10 described the semiconductor light-emitting device group 55 that emits the illuminating light that illuminates the area 71 has selected appropriate azimuth angle based on the device-specific information stored in the memory section 62 are stored, and the selected device group is turned on while the bright field illuminator is turned off.
Wenn
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 die Position x2 auf
dem Wafer 1 erreicht und somit erneut in den Peripheriebereich
eintritt, erkennt der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52, der diese
Situation erfasst hat, aus den vorrichtungsspezifischen Informationen,
dass das Sichtfeld der Objektivlinse 10 gegenwärtig in
dem Peripheriebereich angeordnet ist, und schaltet die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung ein,
während
die Gruppe 55 abgeschaltet wird. Wenn dann das Sichtfeld
der Objektivlinse 10 zu der Position x3 auf dem Wafer 1 kommt
und somit in den Bereich 72 eintritt, erkennt der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52,
dass der Bereich 72 ein Zellenbereich ist, und wählt die
Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung aus; dann wählt in der gleichen Weise wie
vorstehend unter Bezug auf 10 beschrieben
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die lichtemittierende
Halbleitervorrichtungs-Gruppe 56 aus, die das Beleuchtungslicht
abgibt, das den zum Beleuchten des Bereich 72 geeigneten
Azimutwinkel hat. Wenn das Sichtfeld der Objektivlinse 10 zu
der Position x4 auf dem Wafer 1 kommt und somit erneut
in den Peripheriebereich eintritt, schaltet der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die
Gruppe 56 ab und schaltet erneut die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
ein.When the field of view of the objective lens 10 the position x2 on the wafer 1 reaches and thus enters the periphery again, the light emission control section detects 52 who has grasped this situation, from the device-specific information that the field of view of the objective lens 10 is currently located in the peripheral area, and turns on the bright field illuminator while the group 55 is switched off. If then the field of view of the objective lens 10 to the position x3 on the wafer 1 comes and thus in the area 72 enters, detects the light emission control section 52 that the area 72 is a cell area, and selects the dark field illuminator; then selects in the same manner as above with reference to 10 described the light emission control section 52 the semiconductor light-emitting device group 56 which emits the illuminating light that illuminates of the area 72 has appropriate azimuth angle. When the field of view of the objective lens 10 to the position x4 on the wafer 1 comes back and thus enters the peripheral area, the light emission control section switches 52 the group 56 and turns on the bright field illuminator again.
Wenn
anschließend
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 die Position x5 auf
dem Wafer 1 erreicht und damit in den Logikschaltungsbereich 75 eintritt, ruft
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52, der diese Situation
erfasst hat, die Musterdichte des Bereichs 75 aus den in
dem Speicherabschnitt 62 gespeicherten vorrichtungsspezifischen
Informationen ab und wählt
die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung als die für diese Musterdichte geeignete
Beleuchtung aus. Alternativ erkennt der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 aus
den vorrichtungsspezifischen Informationen, dass der Bereich 75 ein
Logikschaltungsbereich ist, und wählt die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
als die zum Beleuchten des Logikschaltungsbereichs geeignete Beleuchtung
aus. Dann hält
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung
eingeschaltet, während
die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung ausgeschaltet bleibt.If subsequently the field of view of the objective lens 10 the position x5 on the wafer 1 reached and thus in the logic circuit area 75 enters, the light emission control section calls 52 who has grasped this situation, the pattern density of the area 75 from those in the storage section 62 stored device-specific information and selects the bright field illumination device as the suitable for this pattern density illumination. Alternatively, the light emission control section detects 52 from the device-specific information that the area 75 is a logic circuit area, and selects the bright field illuminator as the illumination suitable for illuminating the logic circuit area. Then the light emission control section stops 52 the bright field illuminator is turned on while the dark field illuminator remains off.
Hier
kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung (lichtemittierende
Halbleitervorrichtungen 54) auch dann einschalten, wenn
das Sichtfeld der Objektivlinse 10 sich in einem Logikschaltungsbereich
befindet. In dem Beispiel aus 13 schaltet
der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Gruppen 55 und 56 sowie
die Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung in dem Logikschaltungsbereich 76 (x7
bis x8) ein. Wenn ferner das Sichtfeld der Objektivlinse 10 in
dem Peripheriebereich befindlich ist, kann der Lichtemissions-Steuerabschnitt 52 die
Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung nach
Bedarf an Stelle der Hellfeld-Beleuchtungseinrichtung einschalten.Here, the light emission control section can 52 the dark-field illumination device (semiconductor light-emitting devices 54 ) even when the field of view of the objective lens 10 is in a logic circuit area. In the example off 13 the light emission control section switches 52 the semiconductor light-emitting device groups 55 and 56 and the bright field illuminator in the logic circuit area 76 (x7 to x8). Further, if the field of view of the objective lens 10 is located in the peripheral region, the light emission control section 52 Turn on the dark field illuminator as needed instead of the bright field illuminator.
Die
vorliegende Erfindung ist für
eine Oberflächenprüfvorrichtung
zur Prüfung
von Halbleitervorrichtungen, wie zum Beispiel Halbleiter-Wafern, Halbleiterspeicher-Fotomasken,
Flüssigkristall-Feldern und dergleichen
verwendbar.The
present invention is for
a surface testing device
for testing
semiconductor devices, such as semiconductor wafers, semiconductor memory photomasks,
Liquid crystal fields and the like
usable.
Während vorstehend
bevorzugte Ausführungsweisen
der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, ist es
für den
Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass von jedem Durchschnittsfachmann
verschiedene Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden
können
und dass alle derartigen Modifikationen und Veränderungen, die innerhalb des
Umfangs des wahren Gedankens und Zwecks der vorliegenden Erfindung
liegen, in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition
in den beigefügten
Patentansprüchen
fallen.While prominent
preferred embodiments
The present invention has been described in detail
for the
It will be apparent to those of ordinary skill in the art that by anyone of ordinary skill in the art
various modifications and changes are made
can
and that all such modifications and changes occurring within the
Scope of the true spirit and purpose of the present invention
within the scope of the present invention as defined
in the attached
claims
fall.
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11
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Halbleiter-WaferSemiconductor wafer
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1010
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Objektivlinseobjective lens
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3131
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Abbildungseinrichtungimaging device
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41 41
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beweglicher
ObjekttischPortable
stage
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5151
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lichtemittierende
Halbleitervorrichtungs-Anordnunglight
The semiconductor device arrangement
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5353
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Beleuchtungslinseillumination lens
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100,
101100
101
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HalbleiteroberflächenprüfungsvorrichtungSemiconductor surface inspection apparatus
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
In
einer Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung
zur Prüfung
der Oberfläche
einer Halbleitervorrichtung als Prüfgegenstand auf der Grundlage
eines optischen Bildes derselben erzielt die vorliegende Erfindung
eine Beleuchtung, die es erlaubt, Beugungslicht von dem Prüfgegenstand
unter Dunkelfeld-Beleuchtung effizient von der gesamten Fläche des
Prüfgegenstands
zu erhalten und dadurch die Verschlechterung der Fehlererfassungsempfindlichkeit
der Prüfvorrichtung über den
gesamten Bereich des Prüfgegenstands
zu beheben. Zu diesem Zweck wird eine Dunkelfeld-Beleuchtung unter
Verwendung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtungs-Anordnung
(41) durchgeführt,
die eine Vielzahl von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen
(54) enthält, die
sich hinsichtlich der Emissionswellenlänge, des Einfallswinkels in
Bezug auf den Prüfgegenstand
(1) oder des Azimutwinkels des Beleuchtungslichts auf den
Prüfgegenstand
(1) unterscheiden, und ein Lichtemissions-Steuerabschnitt (52)
führt eine
Steuerung der Lichtemission durch, indem aus der lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungs-Anordnung (41) diejenigen lichtemittierenden
Halbleitervorrichtungen (54) ausgewählt werden, die das Beleuchtungslicht
abgeben, das die Emissionswellenlänge, den Einfallswinkel oder
den Azimutwinkel hat, der zur Prüfung
jedes festgelegten Abschnitts auf dem Prüfgegenstand (1) geeignet
ist.In a semiconductor surface inspection apparatus for inspecting the surface of a semiconductor device as a test object based on an optical image thereof, the present invention achieves illumination that allows diffraction light from the subject under dark-field illumination to be efficiently obtained from the entire surface of the test object and thereby the deterioration the error detection sensitivity of the test apparatus over the entire range of the test object. For this purpose, dark field illumination using a semiconductor light-emitting device array (US Pat. 41 ) comprising a plurality of semiconductor light-emitting devices ( 54 ) with regard to the emission wavelength, the angle of incidence with respect to the test object ( 1 ) or the azimuth angle of the illumination light on the test object ( 1 ), and a light emission control section (FIG. 52 ) performs control of the light emission by removing from the semiconductor light-emitting device array (US Pat. 41 ) those semiconductor light-emitting devices ( 54 ) emitting the illuminating light having the emission wavelength, the angle of incidence or the azimuth angle used to test each specified section on the test object ( 1 ) suitable is.